Генетический код универсален у всех живых организмов. Многие гены, отвечающие за болезни человека, имеются и у других организмов, например у дрожжей. Исследователи Колумбийского Университета использовали инновационный метод скрининга для поиска лечения тяжелой детской болезни Нимана-Пика типа C (NP-C). Этот подход по типу «обратная индукция» (exacerbate-reverse) может быть использован для изучения любого заболевания. Полученные результаты были опубликованы в журнале Biological Chemistry.
Болезнь Нимана-Пика входит в группу генетических заболеваний, вызывающих нарушения липидного обмена. Липиды — вещества (в том числе жиры и холестерин), встречающиеся во всех клетках организма. При NP-C развивается дефицит фермента сфингомиелиназы, как результат, липиды накапливаются в печени, селезенке, лимфатических узлах и мозге. NP-С имеет аутосомно-рецессивный тип наследования, и для того, чтобы у ребенка проявилось заболевание, оба родителя должны иметь дефектный ген. Трагичен тот факт, что прежде чем пара поймет, что они — носители гена, у них к этому моменту может родиться несколько больных детей.
Болезнь Нимана-Пика — редкое, но опасное заболевание. Обычно оно проявляется в возрасте от четырех до десяти лет такими симптомами, как нарушение координации движений, эпилептические припадки, невнятная речь, задержка развития. Прогрессирование неизбежно ведет к тяжелым когнитивным расстройствам, слабоумию, и, в конечном счете, к смерти.
Доктор философии, профессор педиатрии Стивен Л. Старлей (Stephen L. Sturley) и доктор философии, научный сотрудник Медицинского центра Колумбийского Университета Эндрю Б. Мунгаси (Andrew B. Munkacsi) с коллегами показали, что противоопухолевый препарат SАНА (разработка Колумбийского Университета) изменяет три диагностических критерия болезни Нимана-Пика: 1)накопление холестерина; 2)накопление сфинголипидов; 3)этерификацию ЛПНП-производного холестерина.
Доктор Старлей и его команда использовали тот факт, что соответствующие гены есть у всех живых существ на Земле, и ответственный за 95% случаев NP-C ген может присутствовать в дрожжах. Ученые создали генетическую модель болезни Нимана-Пика на дрожжах и определили, какие сочетания мутаций были для них смертельны.
Ядро клетки содержит белки гистоны. Во время ацетилирования гистонов ацетил-группа, замещенная на атом водорода, будет удалена. Исследователи предположили, что нарушение ацетилирования гистонов вызывает болезнь Нимана-Пика, так как удаление генов, ответственных за ацетилирование гистонов в дрожжевой модели, привело к накоплению липидов.
Ученые обнаружили, что большинство из 11 кодирующих деацетилазу гистонов (HDAC) генов были нарушены. Затем они выявили способность противоопухолевого HDAC-ингибитора исправлять эти гены. Доктор Старлей и его группа пришла к выводу: можно влиять на генетические нарушения в клетках больных людей, и таким образом можно и лечить. Используя этот подход, были определены пути увеличения летальности в выведенных дрожжевых моделях, а затем ученые использовали препараты, устраняющие эти нарушения.
В дальнейшем планируется проверить безопасность и эффективность противоопухолевого препарата на мышах. Хотя изначально профессор Старлей интересовался только патогенезом NP-C, сейчас он мотивирован поиском лечения. «Как только мы познакомились с больными детьми, мы не могли думать ни о чем другом, кроме как об их выздоровлении»- говорит он.
Также планируется методом типа «обратная индукция» исследовать механизмы болезни Альцгеймера.
Innovative Screening Method Identifies Possible New Treatment for Fatal Childhood Disease
Материал подготовила Ильич Е.