Osteoporosis: Új eszközök segítenek meghatározni a potenciális kockázati géneket
Hatalmas eszközök kombinációja segítette a tudósokat két új gén azonosításában, amelyek a csontsűrűségre gyakorolt hatásuk révén hozzájárulhatnak az oszteoporózis kialakulásához. A megállapítás a csontgyengülés betegségének jobb kezeléséhez vezethet.
A pennsylvaniai Philadelphiai Gyermekkórház (CHOP) kutatóinak tanulmánya kiemeli a genom 3D földrajzának megértésének fontosságát a betegségeket okozó gének felkutatásában.
A csapat rámutat, hogy a betegségek mögött a DNS-variánsok vagy különbségek azonosítása nem feltétlenül elegendő a betegséget okozó gének felkutatásához. A variánsok például a genom más részeiben lévő gének kiváltói lehetnek.
Egy újságban, amely most megjelenik a folyóiratban Nature Communications, a kutatók leírják, hogyan vizsgálták a csontképző sejtekben található DNS 3D földrajzát olyan gének felkutatására, amelyek befolyásolhatják a csont ásványi sűrűségét.
Azt javasolják, hogy módszereik más genetikai állapotok, köztük a gyermekbetegségek tanulmányozásában is segíthetnek.
"A genom földrajza nem lineáris" - mondja Struan F. A. Grant Ph.D., az egyik vezető tanulmány szerzője, aki a CHOP Térbeli és Funkcionális Genomikai Központjának igazgatója.
"Mivel a DNS kromoszómákba van hajtva" - magyarázza -, a genom egyes részei fizikai érintkezésbe kerülhetnek, lehetővé téve a legfontosabb biológiai kölcsönhatásokat, amelyek befolyásolják a gén expresszióját. Ezért tanulmányozzuk a genom háromdimenziós szerkezetét. ”
A csontritkulás és a genom
A csontritkulás olyan betegség, amely fokozatosan gyengíti a csontokat és növeli a törések kockázatát, különösen a csuklón, a gerincen és a csípőn.
A csontszövet életben van, és állandóan új csontot ad hozzá, és eltávolítja a régi csontot. Gyermekkorban a folyamat kedvez az új szövetek kialakulásának, lehetővé téve a csontok növekedését és megerősödését.
Az emberek öregedésével azonban a csontképződés csúcspontot mutat, majd egyre jobban elmarad a csonteltávolítás mögött, ennek eredményeként a csontok fokozatosan egyre sűrűbbé és gyengébbé válnak.
Az Országos Egészségügyi Intézet (NIH) becslései szerint az Egyesült Államokban több mint 53 millió olyan ember él, aki már csontritkulásban szenved, vagy az alacsony csontásványi sűrűség miatt nagy a kockázata annak kialakulásának.
A tudósok több mint 10 évvel ezelőtt tárták fel az emberi genomot. Azóta számos, a genom egészére kiterjedő asszociációs vizsgálat (GWAS) azonosított variánsokat vagy építőelem-szekvenciákat a DNS-ben, amelyek gyakoribbak bizonyos betegségekben szenvedőknél.
Tanulmányában Dr. Grant és munkatársai kijelentik, hogy az oszteoporózisnak „alapvető genetikai összetevője” van.
Azt azonban tovább folytatják, hogy bár a GWAS olyan DNS-variánsokat tárt fel, amelyek „robusztusan kapcsolódnak a csont ásványi sűrűségéhez”, ez nem azonos azzal, hogy megtalálja azokat a géneket, amelyek valóban irányítják a csontképző folyamatot.
3D „variáns-gén leképezés”
Tehát tanulmányuk célja az volt, hogy a csont ásványi sűrűség-variánsainak GWAS-eredetű helyeit használják fel nagy felbontású, 3D-s „variáns-gén leképezés” gyakorlatban humán oszteoblasztokban, amelyek olyan sejtek, amelyek új csontot alkotnak.
Ez a gyakorlat a szorosan összehajtott és becsomagolt DNS kromoszómákon belüli 3D földrajzának elemzését foglalta magában. Egy speciális „térbeli genomikai” technika alkalmazásával a csapat képes volt feltérképezni a GWAS-ból származó csontásványsűrűség-variánsok és a genom többi része közötti „genomszintű kölcsönhatásokat”.
Ennek során "következetes kapcsolatokat" figyeltek meg a lehetséges ok-okozati génekkel az általuk vizsgált 273 GWAS-eredetű csontásványsűrűség 17% -ánál.
Ez két új gén azonosításához vezetett, amelyek potenciális „okozó szerepet játszanak” az oszteoporózisban: ING3 és EPDR1. A csapat megerősítette a gének erős szerepét azzal, hogy bebizonyította, hogy ezek elhallgattatása megakadályozza az oszteoblasztok új csont képződését.
A kutatók megjegyzik, hogy ezeken kívül még több „oksági gén” lehet. Rámutatnak azonban arra is, hogy az a változat, amely összekapcsolódik ING3 szorosan kapcsolódik a csukló csontsűrűségéhez, amely a leggyakoribb „törési hely a gyermekeknél”.
Azt javasolják, hogy végezzen további vizsgálatokat az érintett biológiai útvonalakról ING3 új kezelésekhez vezethet a csont megerősítésére és a törések megelőzésére.
Csapatával már együtt dolgoznak más csoportokkal a CHOP-nál és más intézményekben, hogy variánsoktól génekig terjedő „atlaszokat” hozzanak létre más típusú sejtekhez. Ezeknek értékesnek kell lenniük számos betegség, köztük a „gyermekdaganatok, a cukorbetegség és a lupus” új kezeléseinek kidolgozásában - mondja Dr. Grant.
„Két új gént azonosítottunk, amelyek befolyásolják a törések és az oszteoporózis szempontjából releváns csontképző sejteket. Továbbá az általunk alkalmazott kutatási módszerek szélesebb körben alkalmazhatók más genetikai összetevővel rendelkező betegségekre is. "
Struan F. A. Grant Ph.D.
