Множинні повтори в гені виявилися причиною руйнування нейронів при хворобі Гантінгтона

Множинні повтори фрагментів ДНК у гені виявилися причиною порушення роботи та загибелі нейронів при хворобі Гантінгтона. Ця хвороба проявляється у середньому віці, спричиняючи руйнування смугастого тіла та кори головного мозку, і смерть за 15-20 років після встановлення діагнозу. Науковці пропонують новий метод лікування хвороби Гантінгтона: націлювати генетичну терапію не на сам ген, який до середнього віку нормально виконує свої функції, а на сповільнення появи повторів у ДНК. Дослідження опублікували в журналі Cell.

Мозок людини із хворобою Гантінгтона, яка проявляється руйнуванням смугастого тіла та кори головного мозку. Frank Gaillard / Wikimedia Commons

Мозок людини із хворобою Гантінгтона, яка проявляється руйнуванням смугастого тіла та кори головного мозку. Frank Gaillard / Wikimedia Commons

Як у мозку з’являються повтори фрагментів ДНК?

Дослідники намагалися з’ясувати, як нейрони людей із хворобою Гантінгтона нормально функціоную протягом 35-50 років, а потім раптом починають відмирати. Для цього вивчали зразки мозкової тканини від 53 пацієнтів з хворобою Гантінгтона та 50 добровольців без неї. Науковці шукали відмінності в гені, який пов’язують із розвитком цього захворювання.

Як виявилося, у нормі в цьому гені наявні близько 40 повторів фрагмента ДНК з трьох нуклеотидів: цитозину, аденіну та гуаніну. Однак із віком у пацієнтів з хворобою Гантінгтона кількість таких повторів значно зростала. Поки вона не досягала 150 повторів, у мозку не спостерігали відмирання нейронів, утім поява від 150 до понад 500 таких повторів призводила до втрати нейронами своїх характерних ознак і функцій.

Наприклад, внаслідок появи надмірної кількості повторів нейрони поступово втрачали здатність пригнічувати гени старіння й апоптозу, тобто запрограмованої смерті. Такі результати можуть пояснити, чому традиційні генетичні терапії хвороби Гантінгтона неефективні. Як вважають науковці, 95 відсотків часу пов’язаний із хворобою ген перебуває у нормальному стані, а тому його вимкнення може тільки нашкодити роботі нейронів. Натомість пропонують сповільнювати появу повторюваних фрагментів ДНК, що може відтермінувати настання проявів захворювання.

Які нейродегенеративні хвороби мають генетичні причини

🧠 Довгий час наявність гена APOE4 вважали фактором ризику появи хвороби Альцгеймера, але наявність двох його копій призвела до хвороби у 95 відсотках випадків.

🧬 Дослідники виявили один генетичний варіант, який знижує ризик появи як хвороби Альцгеймера, так і хвороби Паркінсона, а також відстрочує настання проявів цих хвороб.

✂️ Для виправлення генетичних причин хвороб науковці створили метод введення великих послідовностей у геном, який може дозволити замінювати дефектні гени на нормальні.