Korzystając ze stron oraz aplikacji mobilnych Medycyny Praktycznej, wyrażasz zgodę na używanie cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki oraz zgodnie z polityką Medycyny Praktycznej dotyczącą plików cookies.
19 grudnia 2014 roku
poczta
zaloguj się
 
medycyna praktyczna dla lekarzy
 

Genetyka kliniczna - postępy w pediatrii w roku 2002

Poleć:
Udostępnij:
14.07.2003
prof. dr hab. med. Jacek J. Pietrzyk
Kierownik Katedry Pediatrii Wydziału Lekarskiego CM UJ w Krakowie

Rok 2002 zaowocował wynikami kilku badań, które umożliwiły lepsze poznanie niektórych chorób o złożonym modelu dziedziczenia.

Astma oskrzelowa

Klasyczną chorobą kompleksową, której podłoże dziedziczne jest przedmiotem badań od wielu lat, jest astma oskrzelowa. Grupa autorów amerykańskich i brytyjskich opublikowała wyniki badań wskazujące na związek genu ADAM33 z astmą i nadreaktywnością oskrzeli. Badaniami objęto grupę 460 rodzin rasy białej, w których co najmniej u dwojga rodzeństwa rozpoznano astmę oskrzelową. Stosując wielopunktowa analizę sprzężeniową, zidentyfikowano chromosomalny region 20p13, zawierający markery występujące wśród chorego rodzeństwa 1000 razy częściej niż można było oczekiwać w przypadku braku sprzężenia.

Następnie autorzy przyjęli ostrzejsze kryteria diagnostyczne astmy, co pozwoliło zawęzić badany region do segmentu zawierającego 23 geny. Stosując analizę badającą odchylenie od równowagi populacyjnej na skutek sprzężenia z wykorzystaniem polimorfizmu pojedynczych nukleotydów SNP, autorzy zidentyfikowali gen ADAM33, wykazujący znaczącą asocjację z astmą. Jest to gen kodujący zależną od cynku błonową metaloproteinazę, która charakteryzuje się zróżnicowaną funkcją proteolityczną oraz zdolnością do uwalniania czynników wzrostowych. Zidentyfikowane w genie polimorfizmy sprawdzono w analizie przeprowadzonej metodą przypadek-kontrola, stwierdzając, że część tych polimorfizmów może powodować zaburzenie funkcji produktu genu wyrażające się zaburzeniem procesu składania/dojrzewania mRNA. Analiza RNA metodą RT-PCR (PCR w czasie rzeczywistym) wykazała obecność transkryptu genu w fibroblastach płuc oraz błonie mięśniowej gładkiej oskrzeli, co pozwala autorom przyjąć hipotezę o udziale produktu genu ADAM33 w procesie przebudowania ("remodelingu") oskrzeli, charakterystycznego dla patomechanizmu astmy.[1,2]

Ciekawa publikacja dotyczy doświadczalnego modelu astmy u myszy. Wcześniejsze obserwacje u ludzi wykazały, że czynnik transkrypcyjny T-bet zdolny do transaktywacji genu IFN-gamma w limfocytach Th1 oraz transformacji limfocytów Th2 do Th1 wykazuje zwiększoną ekspresję w płucach u osób zdrowych w porównaniu z płucami osób chorych na astmę. Ukierunkowana delecja genu T-bet u myszy zarówno w przypadku genotypu homozygotycznego (T-bet -/-), jak heterozygotycznego (T-bet +/-) powodowała wystąpienie nadwrażliwości oskrzeli oraz charakterystycznych zmian zapalnych i przebudowy ("remodelingu") oskrzeli, identycznych z obserwowanymi w przypadkach astmy. Zmiany te występowały bez ekspozycji zwierząt na alergeny. Podobny efekt udało się uzyskać u myszy z ciężkim złożonym niedoborem odporności (SCID), którym podano limfocyty CD4+ pochodzące od zwierząt, u których przeprowadzono unieczynnienie (knock out) genu T-bet. Powyższe obserwacje sugerują, że czynnik transkrypcyjny T-bet może być potencjalnie atrakcyjnym celem dla nowej generacji leków przeciwastmatycznych.[3]

Badania przeprowadzone w populacji duńskiej dotyczyły związku między genami kodującymi receptor interleukiny 4 (IL 4RA) oraz IL-13 a występowaniem astmy oskrzelowej. Autorzy analizowali asocjacje cechy chorobowej z polimorfizmem pojedynczych nukleotydów SNP, stwierdzając znamienny związek dla niektórych z nich. W przypadku wystąpienia genotypu zawierającego polimorfizm S478P dla genu IL-4RA oraz wariantu genu kodującego IL-13 (1111 C/T) autorzy wykazali znamienną asocjację z nadreaktywnością oskrzeli. Ponadto osoby z tym genotypem charakteryzowało pięciokrotnie większe ryzyko wystąpienia astmy w porównaniu z osobami bez obu tych polimorfizmów. Z badań wynika, że plejotropowy efekt IL-13 może w znacznym stopniu zależeć od współistniejącego polimorfizmu genu kodującego podjednostkę receptora IL-4, co sugeruje interakcję obu tych genów w patomechanizmie astmy.[4]

Grupa naukowców z Japonii zaprezentowała wyniki badań nad polimorfizmem promotora genu UGRP1 i jego związkiem z astmą alergiczną. Wybór tego genu jako potencjalnego kandydata na gen astmy podyktowany był następującymi względami: (1) wcześniejsze badania nad tym genem u myszy wykazały jego lokalizację na chromosomie 18 w regionie syntenicznym z ludzkim 5q31-q34 (chromosomowy locus zawierający skupisko genów kodujących szereg prozapalnych cytokin, CD14 oraz receptor beta2-adrenergiczny); (2) produkt genu UGRP1 (uteroglobin related protein) wykazuje sekwencję aminokwasową zbliżoną do białka produkowanego przez komórki jasne (clara cell), które pełnią funkcję przeciwzapalną przez hamowanie chemotaksji i fagocytozy oraz modulowanie wytwarzania mediatorów reakcji zapalnej, takich jak TNF-alfa fosfolipaza A2 czy IFN-gamma 3. UGRP1 ulega ekspresji wyłącznie w obrębie nabłonka tchawicy oskrzeli oraz oskrzelików. UGRP1 jest homodimerycznym białkiem sekrecyjnym o nieznanej bliżej funkcji. Autorzy przeprowadzili identyfikację mutacji w regionie promotorowym genu UGRP1 u 84 chorych na astmę. Stwierdzono polimorfizm -112G->A, który warunkował 24% zmniejszenie aktywności promotora w stosunku do genotypu -112G. Porównując występowanie wariantu w grupie badanej z grupą kontrolną, autorzy stwierdzili, że względne ryzyko rozwoju astmy w przypadku genotypu G/A lub A/A wynosi 4,1 w porównaniu do genotypu G/G.[5]

Choroba Hirschsprunga

Inną jednostką o kompleksowym modelu dziedziczenia, która była przedmiotem kilku badań, jest choroba Hirschsprunga. Częstość jej występowania szacuje się na 1:5000. Klinicznie rozróżnia się dwie postaci choroby: krótkosegmentową (typ 1 HSCR lub S-HSCR), obserwowaną w 60-85% przypadków, oraz długosegmentową (L-HSCR lub typ 2), występującą w 15-25% przypadków. W 30% chorobie towarzyszą inne wady rozwojowe lub choroby dziedziczne i wtedy określa się ją jako postać zespołową. Postać izolowana wykazuje złożony, niemendlowski model dziedziczenia z empirycznym ryzykiem powtórzenia choroby wśród rodzeństwa probanta w granicach 3-4%. Charakterystyczna jest przewaga płci męskiej (4:1).

Choroba należy do grupy zaburzeń rozwojowych grzebieni nerwowych, w której dochodzi do nieprawidłowej migracji komórek zwojowych jelit. Proces migracji determinowany jest przez trzy grupy genów: (1) kodujące receptor RET i jego ligand; (2) kodujące czynnik neurotroficzny produkowany przez komórki glejowe, receptor endoteliny typu B (ENDR) oraz endotelinę 3 (END-3); (3) kodujące czynnik transkrypcyjny SOX-10. Mutacje w zakresie tych genów wykazują związek z postacią długosegmentową, nie wyjaśniają natomiast częściej spotykanej postaci krótkosegmentowej. Gabriel i wsp. przeprowadzili przesiew genomu 67 par rodzeństwa dotkniętego krótkosegmentową postacią choroby Hirschsprunga, wykrywając sprzężenie z trzema loci chromosomowymi: 10q11, 19q12 i 3p21. Zarówno 19q12, jak i 3p21 nie wykazywały dotychczas związku z chorobą Hirschsprunga, natomiast 10q11 jest chromosomowym loci genu RET. Autorzy przetestowali badane rodziny w poszukiwaniu mutacji genu RET, stwierdzając ich obecność tylko w 40%. Sugeruje to, że w znaczącej części przyczyną choroby mogą być mutacje regionu niekodującego genu RET. Stwierdzone mutacje dotyczyły eksonów kodujących zewnątrzkomórkową domenę receptora i - co charakterystyczne - wykazywały znaczącą segregację przez linię matczyną. Fakt ten może tłumaczyć przewagę osób płci męskiej wśród chorych na chorobę Hirschsprunga. Następnie autorzy podjęli próbę oceny interakcji trzech zidentyfikowanych loci w patogenezie choroby. Stosując modele sumujący, iloczynowy, mieszany i epistatyczny - określili wartość wskaźnika lod score dla każdego z nich. Najwyższą wartość zaobserwowano dla modelu iloczynowego, zakładającego równoczesny udział wszystkich trzech loci.[6,7]

W innych badaniach Carrasquillo i wsp. przeprowadzili wielopunktową analizę w celu oceny odchylenia od równowagi na skutek sprzężenia w rodzinach z chorobą Hirschsprunga. Badanie wykazało sprzężenia z loci genów RET, ENDRB oraz z regionem 16q23. Następnie autorzy określili haplotypy wykazujące sprzężenie oraz allele genu RET warunkujące zwiększoną penetrację alleli genu ENDRB. Wyniki tych badań sugerują interakcję między biochemicznymi szlakami kodowanymi przez oba geny. Na potwierdzenie tej hipotezy autorzy wyhodowali szczep myszy przenoszących mutację obu genów: RetEndrb. Myszy o homozygotycznym genotypie Endrb -/- rzadko wykazywały objawy choroby, w przypadku natomiast równoczesnej heterozygotyczności w genie Ret -/+ obserwowano ciężką postać choroby. Wyniki te potwierdzają hipotezę o współdziałaniu obu alleli w patomechanizmie choroby.[8]

Ciekawą pracę dotyczącą udziału mutacji RET w chorobie Hirschsprunga przedstawiła grupa włosko-holendersko-amerykańska. Autorzy zajęli się polimorfizmem pojedynczego nukleotydu (SNP) 2508C->T w eksonie 14 genu RET, szczególnie rzadko występującym u chorych na chorobę Hirschsprunga, często spotykanym natomiast u chorych na raka rdzeniastego tarczycy. Typowanie dodatkowych markerów w obrębie genu RET wykazało, że stwierdzany polimorfizm jest składową konserwatywnego haplotypu o małej częstości występowania i nietypowo małej segregacji w rodzinach z chorobą Hirschsprunga. Według autorów jest to dowód genetycznej protekcyjnej funkcji tego haplotypu w stosunku do choroby Hirschsprunga, która może wynikać z funkcjonalnych zmian w zakresie ekspresji RET mRNA.[9]

Holoprosencefalia

Holoprosencefalia (HPE) należy do najczęstszych wad wrodzonych przodomózgowia u człowieka. Charakteryzuje się zaburzonym rozdziałem przodomózgowia, co może przebiegać z niekompletnym rozdziałem półkul mózgowych, wzgórza i komór bocznych. Wada występuje najczęściej sporadycznie, choć może być dziedziczona w sposób dominujący. Cechuje się znaczną heterogennością kliniczną i etiologiczną. Grupa Autorów kierowana przez Maksymiliana Muenke od wielu lat prowadzi badania nad genetycznym podłożem wady. W drugiej połowie lat 90. XX wieku udało się określić mutacje w obrębie genu kodującego SONIC HEDGEHOG (SSH) prowadzące do haplotypowej niewydolności SSH, występujące zarówno w sporadycznych, jak i dominujących postaciach HPE. Autorzy wysunęli następnie hipotezę, że wadę mogą wywołać także mutacje w obrębie innych genów kodujących składowe szlaku sygnałów embriologicznych SSH. Wybranym genem kandydatem został receptor dla SSH PATCHED-1. Analiza genu u 5 niespokrewnionych probantów z HPE doprowadziła do wykrycia 4 mutacji receptora odpowiedzialnych za represję sygnału związanego z SSH. Autorzy uważają, że przyczyną hamowania sygnału może być zaburzone wiązanie receptora z ligandem (SSH) albo zaburzona interakcja PTCH z innymi białkami sygnałowymi w obrębie komórki. Wyniki badań stanowią kolejny dowód heterogenności etiologicznej HPE i wskazują, że mutacje na różnych piętrach szlaku sygnału związanego z SSH mogą prowadzić do tego samego fenotypu.[10]

Nieswoiste zapalenia jelita

Etiopatogeneza przewlekłych nieswoistych zapaleń jelita pozostaje nadal w sferze domysłów. Przyjęło się uważać, że zarówno choroba Leśniowskiego i Crohna, jak i wrzodziejące zapalenie jelita grubego (colitis ulcerosa [CU]) są chorobami złożonymi o silnym tle genetycznym i znaczącym udziale czynników środowiskowych. Analiza sprzężeniowa pozwoliła na określenie kilku genów warunkujących predyspozycje do tych chorób. Jednym z nich jest zidentyfikowany w 2001 roku gen CARD15. Gen ten koduje produkt mający dwie reszty aminowe NH2: caspase recruitment domains, fragment wiążący nukleotyd (nuclotide binding domain - NBD) oraz fragment bogaty w leucynę, zawierający 10 reszt karboksylowych COOH (leucine rich repeats - LLR). Fragment LLR odpowiada za interakcję z patogenem bakteryjnym (LPS), CARD indukuje natomiast apoptozę oraz szlak sygnałowy NF-kappaB. Postuluje się, że CARD15 jest wewnątrzkomórkowym receptorem monocyta odpowiedzialnym za wiązanie toksyn bakteryjnych. Trzy główne mutacje CARD15 występujące w domenie LLR lub w jej sąsiedztwie zidentyfikowano u chorych na chorobę Crohna, nie znaleziono ich natomiast u chorych na CU. W opublikowanej w ubiegłym roku pracy autorzy przebadali 453 chorych na chorobę Crohna, 159 chorych na CU i 103 zdrowe osoby stanowiące grupę kontrolną. Łącznie autorzy zidentyfikowali 30 mutacji występujących wyłącznie u chorych na chorobę Crohna. 93% z nich było zlokalizowane w regionie LLR. U połowy pacjentów z chorobą Crohna w genotypie stwierdzano co najmniej jedną mutację, z czego u 17% chorych dwie (mutacje na obu chromosomach homologicznych - złożone heterozygoty). U osób z dwiema mutacjami choroba zaczynała się wcześniej, zwężenie jelita występowało częściej, a do zajęcia jelita grubego dochodziło rzadziej niż w grupie, w której nie stwierdzono mutacji. Fakt ten może sugerować efekt związany z dawką genu. Biorąc pod uwagę, że trzy spośród stwierdzonych mutacji stanową 81% wszystkich zmutowanych alleli, oraz uwzględniając fakt, że mutacje mogą być identyfikowane za pomocą stosunkowo prostych procedur molekularnych opierających się na alleloswoistym PCR czy PCR-RFLP, diagnostyka molekularna może stać się dodatkowym narzędziem umożliwiającym klinicyście ustalenie rozpoznania.[11]

Choroby neuropsychiatryczne

Dwie publikacje poświęcono zagadnieniu genetycznych uwarunkowań chorób neuropsychiatrycznych. W pierwszej z nich oceniono wpływ maltretowania dzieci w okresie wczesnego dzieciństwa na późniejszy rozwój postaw antyspołecznych. Z obserwacji wiadomo, że złe traktowanie dziecka w dzieciństwie zwiększa ryzyko wystąpienia w późniejszym okresie zaburzeń zachowania, osobowości antyspołecznej oraz gwałtownych, a często kryminalnych zachowań. Autorzy postanowili sprawdzić, dlaczego tylko u niektórych z maltretowanych w dzieciństwie dzieci rozwijają się takie nieprawidłowe wzorce zachowania i czy ma to związek z konkretnym genotypem warunkującym podatność. W tym celu wybrali gen MAOA, kodujący monoaminooksydazę A, zlokalizowany w regionie Xp11.23-p11.4. Enzym ten rozkłada i inaktywuje neuroprzekaźniki, takie jak noradrenalina, serotonina i dopamina. Wcześniejsze obserwacje wskazują, że genetycznie uwarunkowany niedobór MAOA związany jest z agresywnym zachowaniem u myszy. Obserwacje na ten temat u człowieka są nadal niejednoznaczne. Autorzy przyjęli hipotezę, że funkcjonalny niedobór MAOA u dzieci maltretowanych może zaburzać eliminację nadmiaru neuroprzekaźników powstających w następstwie stresu wywołanego przez złe traktowanie. Badając dużą grupę chłopców, autorzy stwierdzili, że dzieci maltretowane z polimorfizmem genu MAOA warunkującym mniejszą aktywność enzymu częściej wykazują w przyszłości aspołeczne wzorce zachowania niż dzieci z grupy z genotypem determinującym prawidłową aktywność enzymu. Badania trzeba co prawda powtórzyć w warunkach niezależnej próby, można je jednak uznać za ciekawą przesłankę wynikającą z epidemiologii genetycznej dotyczącą modyfikującego wpływu genotypu na działanie niekorzystnych czynników środowiskowych.[12]

Druga praca dotyczy zaburzeń jedzenia: jadłowstrętu psychicznego (anorexia nervosa [AN]), żarłoczności psychicznej (bulimia nervosa) i nieokreślonych zaburzeń jedzenia. AN cechuje się największą śmiertelnością w grupie chorób psychiatrycznych i stanowi poważny problem terapeutyczny. Wiadomo, że w zaburzeniach tych istotną rolę odgrywają czynniki genetyczne. Autorzy opracowania przeprowadzili analizę sprzężeniową w grupie 192 rodzin co najmniej z jedną parą krewnych dotkniętych AN. Pierwotny wynik analizy nie doprowadził do określenia identyfikacji regionu chromosomowego sprzężonego z chorobą, co wiązało się ze znaczną heterogennością kliniczną grupy. W dalszej kolejności badania ograniczono tylko do 37 rodzin, w których najcięższą restrykcyjną formą AN dotknięte były dwie osoby. W tej jednolitej klinicznie grupie wielopunktowa analiza sprzężeniowa pozwoliła na określenie chromosomowego regionu 1p jako zawierającego genetyczne determinanty warunkujące podatność na restrykcyjną postać AN. Interesujący był także fakt, że niemal u 25% badanych rodzin obok par krewnych dotkniętych najcięższą postacią AN występowały osoby z innymi postaciami zaburzeń jedzenia, co sugeruje, że genetycznie uwarunkowana podatność sięga także poza najcięższą - restrykcyjną - formę.[13]

Wielotorbielowate zwyrodnienie nerek

Od wielu lat znane jest genetyczne podłoże wielotorbielowatego zwyrodnienia nerek. Opisano dwie jego postaci: dziedziczoną w sposób autosomalny dominujący i autosomalny recesywny. Molekularne podłoże postaci dominującej określono w latach 90. XX wieku, kiedy odkryto dwa geny - PK D1PK D2 - kodujące odpowiednio: policystynę 1 i policystynę 2. Nieznane było natomiast molekularne podłoże postaci recesywnej. W ubiegłym roku Christopher Word i wsp. określili gen kodujący postać recesywną. Punktem wyjścia było stwierdzone kilka lat wcześniej sprzężenie między genem ARPKKD a regionem chromosomowym 6p21. Wykorzystując model eksperymentalny (szczury PCK), u których występowała postać recesywna wielotorbielowatego zwyrodnienia nerek, autorzy określili sprzężenie między chromosomem 9 a chorobą. Ten region chromosomowy jest synteniczny do części chromosomu ludzkiego 6p21 zawierającej locus genu ARPKD. W toku tych badań zidentyfikowano duży gen, znajdujący się w tym regionie u szczura (TKHD1), w którym występowała mutacja typu zmiany sensu. Wykorzystując następnie informacje z bazy danych, autorzy sklonowali ludzki ortologiczny gen, a następnie potwierdzili występowanie mutacji w tym genie w kilkunastu rodzinach z recesywną postacią choroby. Sklonowany gen jest złożony, zawiera 67 eksonów i obejmuje obszar 472 kb genomowego DNA. Transkrypt genu obejmuje ponad 16 kb i występuje w kilku formach, co wskazuje na alternatywne składanie. Produktem jest białko liczące 4074 aminokwasy, które nazwano fibrocystyną. Stwierdzono, że nie wykazuje ono żadnej homologii z policystynami. Charakterystyczne jest to, że wśród rodzin typu multipleks (rodzin, w których występuje więcej niż jeden przypadek choroby - przyp. red.) stwierdzono znaczną alleliczną heterogenność mutacji, co pozwala przewidywać znaczące trudności w diagnostyce molekularnej. Kolejnym wyzwaniem będzie identyfikacja funkcji biologicznej fibrocystyny, a także określenie jej udziału w patogenezie tworzenia torbieli w obrębie nerek.[14,15]

Terapia genowa

Nowe możliwości pojawiły się w dziedzinie terapii genowej mukowiscydozy. Grupa badaczy z Uniwersytetu Iowa wykorzystała technikę, którą nazwała SMart; za jej pomocą wprowadzano materiał genetyczny do tkanki płucnej człowieka, którą przeszczepiono myszy. Naukowcy uzyskali 10% ekspresję produktu, wystarczającą do kontroli choroby. Nowatorstwo podejścia zastosowanego przez autorów polegało na wykorzystaniu RNA zamiast - jak dotychczas - DNA, zawierającego skorygowaną sekwencję genu CFTR. Dzięki wykorzystaniu splajsosomów autorom udało się włączyć nową sekwencję zawierającą prawidłowy fragment genu do mRNA w trakcie procesu składania. Zaletą tej techniki jest to, że interwencja odbywa się na poziomie składania RNA, co powoduje, że komórka ma możliwość stałej regulacji ekspresji genu i tym samym zapewnia produkcję adekwatnej ilości białka CFTR.[16]

Innym zastosowaniem terapii genowej, które może w przyszłości ułatwić leczenie wielu chorób, jest koncepcja wykorzystania płuc jako "fabryki" produkującej brakujące białko. Autorzy z Uniwersytetu Pensylwania przeprowadzili eksperyment, polegający na podaniu do tkanki płucnej u myszy genu kodującego czynnik IX, którego brak powoduje wystąpienie hemofilii B. W następstwie tego eksperymentu przez szereg miesięcy zwierzęta produkowały w drogach oddechowych białko w stężeniach wystarczających do kontrolowania choroby u człowieka. Autorzy sugerują, że eksperyment ten można by zastosować także w przypadku innych chorób i uzyskać w płucach produkcję takich białek, jak insulina, hormon wzrostu czy erytropoetyna. Płuca stanowią według autorów idealny organ do takiej produkcji. Pacjent może w sposób nieinwazyjny inhalować wektor zawierający odpowiedni gen pod postacią aerozolu, co doprowadzi do transfekcji komórek w drogach oddechowych, a następnie do uruchomienia produkcji odpowiedniego białka. Bogate unaczynienie tkanki płucnej gwarantuje szybką dystrybucję produktów do tkanek docelowych.[17]

Zaburzenia rytmu serca

Dwa ciekawe doniesienia dotyczą zaburzeń rytmu. Pierwsza praca, pochodząca z Kliniki Kardiologii Dziecięcego Szpitala Uniwersytetu Harvarda w Bostonie, dotyczy związku między zaburzeniami rytmu o typie częstoskurczu a polimorficznym wariantem genu kodującego kanał sodowy (SCN5A). Autorzy postulują, że sam polimorfizm nie wystarcza do wywołania częstoskurczu, może natomiast stanowić czynnik ryzyka warunkujący zwiększoną podatność danej osoby na wystąpienie częstoskurczu w następstwie stosowania niektórych leków, na przykład diuretyków.[18,19]

Druga praca, pochodząca z Instytutu Kardiologii Molekularnej Johns' Hopkins University w Baltimore, dotyczy możliwości stworzenia biologicznego rozrusznika w obrębie mięśnia sercowego. Wiadomo, że we wczesnym okresie rozwoju ontogenetycznego każda komórka mięśnia sercowego ma możliwość aktywności elektrycznej. Jest to możliwe dzięki synchronicznemu działaniu dwóch kanałów: wapniowego typu L, który powoduje depolaryzację, oraz potasowego, który prowadzi do repolaryzacji. W miarę rozwoju i różnicowania serca w bardziej wyspecjalizowane regiony komórki uzyskują różną aktywność elektryczną. Tylko niewielka liczba komórek umieszczona w węzłach wykazuje samoistną aktywność elektryczną.

Autorzy stwierdzili, że aktywność pozostałych miocytów (znajdujących się np. w komorach i przedsionkach) jest w warunkach normalnych hamowana przez działanie kanału potasowego odpowiedzialnego za przepływ tego jonu do wnętrza komórki. Aktywność tego kanału determinowana jest przez gen KIR2, który wpływa stabilizująco na spoczynkowy potencjał komórki i tym samym hamuje jej aktywność. Autorzy wysunęli hipotezę, że zahamowanie funkcji tego kanału przez wywołanie dominująco negatywnej mutacji genu KIR2 powinno przywrócić komórce aktywność elektryczną. Za pomocą modyfikacji genu autorzy uzyskali dominująco negatywny gen, który hamował działanie kanału potasowego.

Następnie stosując rekombinowany wektor zawierający zmodyfikowany gen KIR2.1, wprowadzono ten fragment do lewej komory serca świnki morskiej. Uzyskano w ten sposób transdukcję około 20% komorowych miocytów, w których następnie występowała około 80% supresja działalności kanału potasowego. Komórki, które nie uległy transdukcji, nie wykazywały aktywności spontanicznej; komórki, które uległy transdukcji, miały natomiast zdolność do wyrażania spontanicznej aktywności elektrycznej przypominającej naturalne komórki węzła zatokowego. Komórki te odpowiadały na stymulację lekami beta-adrenergicznymi przez przyspieszenie czynności elektrycznej. Autorzy twierdzą, że specyficzne zablokowanie aktywności kanału KIR2 przywraca spontaniczną aktywność elektryczną w zakresie komórek mięśnia sercowego. Eksperyment ten pozwala przypuszczać, że w przyszłości modyfikacja genu KIR2.1 w obrębie miocytów pozwoli na stworzenie rodzaju biogenetycznego rozrusznika, który znajdzie być może zastosowanie w leczeniu chorych z zaburzeniami rytmu serca.[20]

Piśmiennictwo

1. Van Eerdewegh P., Little R.D., Dupuis J. i wsp.: Association of the ADAM33 gene with asthma and bronchial hyperresponsiveness. Nature, 2002; 418: 426-430

2. Drazen J.M., Weiss S.T.: Genetics: inherit the wheeze. Nature, 2002; 418: 383-384

3. Finotto S., Neurath M.F., Glickman J.N. i wsp.: Development of spontaneous airway changes consistent with human asthma in mice lacking T-bet. Science, 2002; 295: 336-338

4. Howard T.D., Koppelman G.H., Xu J. i wsp.: Gene-gene interaction in asthma: IL4RA and IL13 in a Dutch population with asthma. Amer. J. Hum. Genet., 2002; 70: 230-236

5. Niimi T., Munakata M., Keck-Waggoner C. L. i wsp.: A polymorphism in the human UGRP1 gene promoter that regulates transcription is associated with an increased risk of asthma. Amer. J. Hum. Genet., 2002; 70: 718-725

6. Gabriel S.B., Salomon R., Pelet A. i wsp.: Segregation at three loci explains familial and population risk in Hirschsprung disease. Nat. Genet., 2002; 31: 89-93

7. Passarge E.: Dissecting Hirschsprung disease. Nat. Genet., 2002; 31: 11-12

8. Carrasquillo M. M. i wsp.: Genome-wide association study and mouse model identify interaction between RET and EDNRB pathways in Hirschsprung disease. Nat. Genet., 2002; 32: 237-244

9. Griseri P., Pesce B., Patrone G. i wsp.: A rare haplotype of the RET proto-oncogene is a risk-modifying allele in Hirschsprung disease. Amer. J. Hum. Genet., 2002; 71: 969-974

10. Ming J.E., Kaupas M.E., Roessler E. i wsp.: Mutations in PATCHED-1, the receptor for SONIC HEDGEHOG, are associated with holoprosencephaly. Hum. Genet., 2002; 110: 297-301

11. Lesage S., Zouali H., Cezard J.P. i wsp.: CARD15/NOD2 mutational analysis and genotype-phenotype correlation in 612 patients with inflammatory bowel disease. Amer. J. Hum. Genet., 2002; 70: 845--857

12. Caspi A., McClay J., Moffitt T.E. i wsp.: Role of genotype in the cycle of violence in mMaltreated children. Science, 2002; 297: 851-854

13. Grice D.E., Halmi K.A., Fichter M.M. i wsp.: Evidence for a susceptibility gene for anorexia nervosa on chromosome 1. Amer. J. Hum. Genet., 2002; 70(3): 787-792

14. Coffman T.M.: Another cystic mystery solved. Nat. Genet., 2002; 30: 247-248

15. Ward C.J., Hogan M.C., Rossetti S. i wsp.: The gene mutated in autosomal recessive polycystic kidney disease encodes a large, receptor-like protein. Nat. Genet., 2002; 30: 259-269

16. Liu X., Jiang Q., Mansfield S.G. i wsp.: Partial correction of endogenous DeltaF508 CFTR in human cystic fibrosis airway epithelia by spliceosome-mediated RNA trans-splicing. Nat. Biotechnol., 2002; 20: 47-52

17. Aurricchio A., O'Connor E., Weiner D. i wsp.: Noninvasive gene transfer to the lung for systemic delivery of therapeutic proteins. J. Clin. Invest., 2002; 110: 499-504

18. Splawski I., Timothy K.W., Tateyama M. i wsp.: Variant of SCN5A sodium channel implicated in risk of cardiac arrhythmia. Science, 2002; 297: 1333-1336

19. Marx J.: Gene mutation may boost risk of heart arrhythmias. Science, 2002; 297: 1252

20. Miake J., Marban E., Nuss H.B.: Biological pacemaker created by gene transfer. Nature, 2002; 419: 132-133

Poleć:
Udostępnij:

O tym się mówi

  • Neumann: Nie bójmy się zmian
    Ta reforma budzi emocje i obawy, ale wprowadzać ją będziemy spokojnie. Jeżeli znajdziemy jakieś miejsca, które należy poprawić, zostaną poprawione, ale zróbmy ten pierwszy krok, tak ważny dla pacjentów – zaapelował do lekarzy wiceminister zdrowia Sławomir Neumann
  • Krajewski: O co walczy PZ
    Lekarze POZ obawiają się wziąć odpowiedzialność za propagandowe, ministerialno-rządowe obietnice składane pacjentom ich kosztem. Restrykcyjne kontrakty z NFZ, w intencji ministra oparte na mafijnej zasadzie „propozycji nie do odrzucenia”, mogą jednak pozostać niepodpisane – pisze Jacek Krajewski.
  • Przejrzystość dobrowolna
    Prywatność jest dobrem, z którego nie powinniśmy rezygnować. Z drugiej strony w dyskusji o relacji lekarzy z przemysłem padają ważne argumenty przemawiające na rzecz większej przejrzystości – mówi dr hab. Romuald Krajewski, wiceprezes NRL.
  • Niepokój w małych szpitalach
    Na tle konfliktu między lekarzami rodzinnymi a Ministerstwem Zdrowia tli się jeszcze jeden spór: dyrektorzy szpitali powiatowych zastanawiają się, czy w ogóle podpisywać umowy na 2015 rok.