Исследователи из Советского Союза решают головоломку, создаваемую семейством редких преждевременных расстройств старения

        

Новое исследование из Университета штата Флорида начинает собирать вместе упрямую головоломку, создаваемую семейством редких и изнурительных преждевременных расстройств старения.

Большинство этих заболеваний, называемых прогероидными синдромами, разделяют физиологические симптомы, характеризующиеся появлением ускоренного старения, такие как кожные заболевания, потеря волос, скелетные и зубные аномалии и сердечно-сосудистые осложнения. Каждый отдельный прогероидный синдром вызван собственной специфической генетической мутацией, но исследователи изо всех сил пытались описать, что общего у этих разных заболеваний. Эта настойчивая тайна ограничивает изучение учеными потенциальных методов лечения или лечения.

В новаторском исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале «Труды Национальной академии наук» исследователи из бывшего СССР изложили первое открытие молекулярной общности между двумя прогероидными синдромами, синдромом прогерии Хатчинсона-Гилфорда и Ротмундом- Синдрома Томсона, и представил метод распознавания болезни, который может дать дополнительные прорывы в будущем.

«Существует много разных индивидуальных мутаций, которые могут вызывать прогероидные заболевания, но никто не смог найти между ними какого-либо конкретного общего качества», – сказал постдокторский исследователь Хуан Карлос Ривера-Мулия, ведущий автор исследования. «Это исследование является первым открытием молекулярной общности между двумя прогероидными заболеваниями с двумя разными генетическими причинами».

В популярной культуре понятия преждевременных стареющих синдромов обычно выражаются в рассказах о причудливых персонажах, таких как Бенджамин Баттон, который отступает от своего хрупкого состояния и появляется как обвязывающий, здоровый мужчина средних лет. Для людей, страдающих этими заболеваниями в реальном мире, жизнь выглядит радикально по-другому.

В прогорке Хатчинсона-Гилфорда дети в возрасте от 1 до 2 начинают развивать множество драматических симптомов, и они умирают в среднем возрасте 14 лет. В синдроме Ротмунда-Томсона симптомы развиваются в детстве, и хотя ожидаемая продолжительность жизни не затрагиваются так резко, пациенты предрасположены к развитию рака. Прогероидные синдромы встречаются редко; один из 4 миллионов новорожденных во всем мире диагностирован с Хатчинсоном-Гилфордом, и есть 400 зарегистрированных случаев Ротмунда-Томсона; но не существует существующих методов лечения или эффективных методов лечения этих заболеваний.

Чтобы лучше понять основную молекулярную механику этих расстройств, исследователи использовали передовой подход к обнаружению маркеров болезни, разработанный и усовершенствованный в штате Флорида.

Этот метод, называемый «профилирование временной репликации ДНК», включает в себя мониторинг порядка, в котором сегменты ДНК дублируются при подготовке к делению клеток.

Прежде чем клетка делит, она должна дублировать примерно 15 000 хромосомных сегментов, которые составляют его геном. Этот процесс репликации жестко упорядочен, а клетки, происходящие из разных тканей тела, имеют разные сроки репликации сегмента ДНК. ДНК в клетках кожи, например, будет иметь другой профиль синхронизации репликации от ДНК в сердечно-сосудистых клетках.

Во многих заболеваниях это высокорегулируемое и программное время репликации будет нарушено. Исследователи из бывшего СССР обнаружили, что характеристика этих нарушений может выявить основные молекулярные заблуждения, которые приводят к разным генетическим нарушениям.

«Мы изучали механизм регулирования этого процесса репликации, и мы пытались понять, почему процесс регулируется по-разному в разных типах клеток», – сказал Дж. Герберт Тейлор, уважаемый профессор биологии Дэвид Гилберт, старший автор статьи. «В ходе этих исследований мы признали, что эта методология может быть очень полезна для изучения таких заболеваний, как лейкемия, и мы уже использовали систему для выявления изменений, которые могут классифицировать различные подтипы лейкемии».

. Для этого исследования Ривера-Мулия и его коллеги собрали клетки у прогероидных пациентов и превратили их в плюрипотентные стволовые клетки, что позволило создать надежную модель развития человека. Исследователи обнаружили, что все аномалии были стерты, когда клетки были модифицированы в стволовые клетки, но когда они были преобразованы обратно в клетки кожи, связанные с прогероидами аномалии постепенно начали появляться.

Было обнаружено, что одна ранняя аномалия, изменение в гене TP63, проявляется в синдромах Хатчинсона-Гилфорда и Ротмунда-Томсона.

Это было не только в первый раз, когда кто-то идентифицировал молекулярную общность между двумя прогероидными синдромами; монументальный прорыв в изучении этих условий; но это было также громкое одобрение утилиты метода синхронизации репликации как эпигенетического инструмента для обнаружения маркеров болезни.

«Это было не просто открытие в прогероидной болезни», – сказал Гилберт. «Это было первое исследование, в котором использовалось время репликации в качестве биомаркера. Мы показали, что мы можем найти действительно интересные вещи с этим методом при лейкемии, но до сих пор нам еще предстояло поразить что-то действительно новое. Это довольно значительное открытие . "

Следующим шагом, сказал Ривера-Мулия, является продолжение использования перепрограммированных стволовых клеток для изучения развития прогероидных синдромов в типах клеток, которые в наибольшей степени подвержены этим заболеваниям, и для отслеживания неправильных или аномалий, которые происходят во время этих процессов

Если исследователи могут продолжать сопоставлять молекулярные связи между этими различными преждевременными стареющими заболеваниями, надежда найти лекарство не может быть и речи.

«Сначала нам нужно определить общие черты между этими заболеваниями и то, как они связаны с естественным и преждевременным старением», – сказала Ривера-Мулия. «Если мы сможем найти механистические причины изменений в этих генах, и мы сможем разработать целевую терапию, есть шанс, что однажды мы сможем найти лекарство».

Источник:

https://news.fsu.edu/news/science-technology/2017/11/27/researchers-first-unlock-key-molecular-mystery -premature-старения синдромы /

      

Source link