Διαβήτης κάταγμα οστά: Μια νέα μέθοδος για τη μελέτη της γονιδιακής λειτουργίας δείχνει το πόσο υψηλή ζάχαρη στο αίμα και οστική πυκνότητα συνδέονται σε ασθενείς με διαβήτη. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν χιλιάδες γενετικές παραλλαγές – μικροσκοπικές αλλαγές στον γενετικό κώδικα – που συνδέονται με αυξημένο κίνδυνο διαφόρων ασθενειών. Η εκμάθηση αυτών των παραλλαγών στο σώμα είναι το κλειδί για τη μετάφραση γενετικών ιδεών σε νέα φάρμακα ακριβείας.
Τώρα ερευνητές στο Broad Institute of MIT και Harvard, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School και άλλοι έχουν αναπτύξει ένα σύνολο τεχνικών, τις οποίες οι ερευνητές αποκαλούν πλαίσιο Variant-to-Function (V2F), που μπορούν να τους βοηθήσουν να αποκρυπτογραφεί αποτελεσματικά τη λειτουργία των γενετικών παραλλαγών – συγκεκριμένα, των πλειοτροπικών παραλλαγών, οι οποίες επηρεάζουν πολλαπλά χαρακτηριστικά.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell Metabolism , οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το πλαίσιο για να βρουν έναν γενετικό δεσμό που πιθανώς εξηγεί γιατί οι ασθενείς με διαβήτη τύπου 2 έχουν αυξημένη πυκνότητα ορυκτών οστών αλλά μεγαλύτερη ευαισθησία στο κάταγμα. Εντοπίστηκαν μια παραλλαγή στο χρωμόσωμα 3 που αυξάνει τον κίνδυνο τόσο υπεργλυκαιμίας, είτε υψηλού σακχάρου στο αίμα , και υψηλής οστικής πυκνότητας – δύο κοινά συμπτώματα σε αυτούς τους ασθενείς. Η ομάδα παρουσίασε επίσης τον μηχανισμό για το πώς το κάνει η παραλλαγή.
“Η εργασία δείχνει ένα είδος πλαισίου που σας επιτρέπει να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους τόπους γενετικού κινδύνου που είναι πλειοτροπικά στη φύση τους”, δήλωσε η Melina Claussnitzer, μέλος του Broad Institute, διευθυντής του Προγράμματος Βιολογίας της Γήρανσης στο Beth Israel Deaconess Medical Center και Harvard Ιατρική Σχολή και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Αυτή και οι συνεργάτες της ανέπτυξαν το κιτ εργαλείων V2F το 2015 και τώρα δείχνουν, για πρώτη φορά, ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του βιολογικού μηχανισμού μιας πλειοτροπικής παραλλαγής. Ο Claussnitzer προσθέτει ότι οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν την εργαλειοθήκη για να βρουν βιολογικούς δεσμούς μεταξύ συμπτωμάτων άλλων ασθενειών, οι οποίες θα μπορούσαν να προτείνουν οδηγίες για την ανάπτυξη νέων θεραπειών.
Στη μελέτη, η ομάδα εντόπισε την παραλλαγή που συμβάλλει στον υψηλό κίνδυνο σακχάρου στο αίμα και κατάγματος των οστών, εξετάζοντας δεδομένα από μελέτες συσχέτισης σε ολόκληρο το γονιδίωμα που επικεντρώθηκαν στον διαβήτη και τα οστά. Διαπίστωσαν ότι η παραλλαγή εμφανίζεται σε μια μη κωδικοποιητική περιοχή του γονιδίου ADCY5, το οποίο εμπλέκεται στον μεταβολισμό των λιπιδίων. Η παραλλαγή μειώνει την έκφραση του γονιδίου, το οποίο δημιουργεί μεταβολικά προβλήματα στα λιπώδη κύτταρα και έναν τύπο οστικού κυττάρου που ονομάζεται οστεοβλάστες. Αυτή η μεταβολική δυσλειτουργία στα λιπώδη κύτταρα οδηγεί σε υψηλό σάκχαρο στο αίμα, και στα οστά των κυττάρων, οδηγεί σε υπερβολικά υψηλή οστική πυκνότητα , η οποία μπορεί να κάνει τα οστά πιο εύθραυστα.
Ο Claussnitzer λέει ότι μια θεραπεία που αντιστρέφει την επίδραση της παραλλαγής θα μπορούσε ενδεχομένως να θεραπεύσει τόσο τα συμπτώματα του διαβήτη τύπου 2 όσο και την υψηλή οστική πυκνότητα. Η ομάδα του Claussnitzer βελτιστοποιεί τώρα τη μεθοδολογία παραλλαγής σε λειτουργία για να διερευνήσει περισσότερες παραλλαγές και πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. “Δεν εξετάζουμε ουσιαστικά έναν τόπο αυτήν τη στιγμή, αλλά στην πραγματικότητα κλιμακώνουμε και έχουμε μια πιο σφαιρική άποψη”, είπε.