SEATTLE – Международная исследовательская команда, руководимая ученым из Fred Hutchinson Cancer Research Center, сделала второе важное открытие в определении причин распространенной формы мышечной дистрофии, известной как лицеплечелопаточная МД (ЛЛПД)
В августe 2010 года группой было опубликовано важное исследование, устанавливающее новую и унифицированную модель ЛЛПД. Текущее исследование, опубликованное 28 октября в PLoS Genetics, показывает, что заболевание обусловлено неэффективной суппрессией гена, который в норме экспрессируется только в процессе раннего развития. Это исследование позволить разрабатывать новые методы терапии, а также дает новые знания в эволюции человека
Ген, вызывающий заболевание, именуемый DUX4, ранее считался полностью инактивированным у человека. DUX4 принадлежит к специальному классу генов, именуемых ретрогенами, которые как правило являются побочными продуктами эволюции, утратившими биологическую функциональность, за что их иногда называют «мертвыми генами»
При этом исследователи установили, что протеин DUX4 обильно экспрессирован в зародышевых клетках, т.е. сперматoзоидах и яйцеклетках, что указывает на необходимость его функционирования на ранних стадиях развития. В норме ген DUX4 не экспрессируется во всех остальных клетках организма. Однако мутации, приводящие к развитию ЛЛПД, делают подавление этого гена менее эффективным.
«В результате ген DUX4 иногда избегает эффективной суппрессии и экспрессируется в некоторых мышечных клетках, подобно тому, как обычно «молчащий» гейзер Old Faithfull иногда выбрасывает порции воды» — говорит соавтор исследования Stephen Tapscott, M.D., Ph.D., a member of the Hutchinson Center’s Human Biology Division «Подобные «всплески» активности DUX4, как представляется, являются токсичными для мышечных клеток, и приводят к их гибели и, соответственно, к развитию мышечной дистрофии»
Tapscott провел исследование в сотрудничестве с Daniel Miller, M.D., Ph.D., at the University of Washington и соавторстве с Silvere van der Maarel, Ph.D., и Rabi Tawil, M.D., at Leiden University Medical Center and the Fields Center for FSHD and Neuromuscular Research at the University of Rochester
Ранее этими же исследователями было показано, что причиной того, что у некоторые людей не развивалась ЛЛПД, было то, что у них имелись мутации в участках ДНК, необходимых для стабилизации продукта гена DUX4. Новые находки подтверждают роль протеина DUX4 для ЛЛПД и открывают новые механизмы заболеваний людей, состоящие в неэффективной суппрессии ретрогенов, имеющих важную роль при раннем развитии. Эти находки дадут новое направлении в будущих разработках методов терапии ЛЛПД
Новое исследование также имеет серьезное значение для понимания человеческой эволюции. Присутствие функциональных ретрогенов у людей показывает, что это дает селективные преимущества в процессе эволюции
«Поскольку ЛЛПД характеризуется чрезмерной слабостью мышц верхних конечностей и лица, мы предполагаем, что ретроген DUX4 может играть нормальную роль в том, что у людей более слабые и более выразительные мимические мышцы по сравнению с нечеловекообразными приматами» — говорит Tapscott. «Если это предположение верно, то это означает, что ЛЛПД обусловлена усилением нормальной роли DUX4, что приводит к наиболее выраженной слабости мышц лица и верхних конечностей. Это также означает, что все люди в какой то мере имеют ЛЛПД, и что это способствовало эволюции этих мышц»