Ερευνητές έχουν εντοπίσει γονίδιο που παίζει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό ανωμαλιών του νευρικού σωλήνα, ένα πρόβλημα που βρίσκεται συνήθως σε βρέφη εγκύων γυναικών με διαβήτη. Αυτή είναι η πρώτη φορά που το γονίδιο έχει αποδειχθεί ότι παίζει αυτό το ρόλο και ανοίγει ένας νέος τρόπος κατανόησης αυτών των ελαττωμάτων. Μπορεί μια μέρα να οδηγηθούμε σε νέες θεραπείες που θα μπορούσαν να αποτρέψουν το πρόβλημα ή να μειώσουν τη συχνότητά του. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature Communications .
«Αυτό το γονίδιο διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διαδικασία που οδηγεί σε αυτά τα ελαττώματα», είπε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Peixin Yang, καθηγητής στο Τμήμα Μαιευτικής, Γυναικολογίας και Αναπαραγωγικής Επιστημών στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Μέρυλαντ (UM SOM). «Τώρα που έχουμε εντοπίσει τον μηχανισμό, μπορούμε να αρχίσουμε να εστιάζουμε στο πώς μπορούμε να το σταματήσουμε να συμβαίνει.»
Οι ανωμαλίες του νευρικού σωλήνα (NTDs) προκαλούνται όταν μεταλλάξεις συσσωρεύονται στα νευροεπιθηλιακά κύτταρα (νευρικά βλαστικά κύτταρα που σχηματίζουν τον εγκέφαλο και το κεντρικό νευρικό σύστημα). Οι NTDs είναι εκ γενετής ανωμαλίες του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Συμβαίνουν κατά τον πρώτο μήνα της εγκυμοσύνης. Οι δύο πιο κοινές είναι η δισχιδής ράχη και η ανεγκεφαλία. Τα βρέφη με αυτό το ελάττωμα είναι συνήθως νεκρά ή πεθαίνουν σύντομα μετά τη γέννηση. Το πρόβλημα παρουσιάζεται μετά την έκθεση του εμβρύου σε υπερβολική γλυκόζη, η οποία μπορεί να προκαλέσει εκτεταμένο κυτταρικό θάνατο, οδηγώντας τελικά σε συγγενείς ανωμαλίες .
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε ένα γονίδιο που ονομάζεται Prkca, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της αυτοφαγίας. Στο διαβήτη, το γονίδιο Prkca υπερδραστηριοποιείται, και η αυτοφαγία καταστέλλεται. Ως αποτέλεσμα, ελαττωματικό κυτταρικό υλικό χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει εμβρυϊκό ιστό, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές συγγενείς ανωμαλίες. Στην ουσία, η διαδικασία είναι σαν μια σειρά από ντόμινο. Το γονίδιο Prkca πυροδοτεί την παραγωγή μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται πρωτεΐνη κινάση C-άλφα, ή PKCalpha. Η PKCalpha με τη σειρά της αυξάνει την έκφραση ενός μορίου που ονομάζεται miR-129-2, το οποίο μειώνει τα επίπεδα μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται PGC-1alpha, η οποία ενθαρρύνει την καταστροφή των ελαττωματικών κυττάρων.
Σε ένα πείραμα χρησιμοποιώντας έγκυα διαβητικά ποντίκια, ο Δρ Yang και οι συνεργάτες του, διέγραψαν αυτό το γονίδιο, το οποίο επέτρεψε στην αυτοφαγία να λειτουργήσει κανονικά. Σε ζώα στα οποία είχε απαλειφθεί το γονίδιο, τα έμβρυα είχαν πολύ λιγότερες NTDs.
Οι επιστήμονες εξέτασαν επίσης κατά πόσον είναι δυνατόν να μειωθούν οιNTDs με την αποκατάσταση της έκφρασης της PGC-1alpha στα αναπτυσσόμενα νευρικά κύτταρα. Κατά τη διάρκεια της διαβητικής κύησης, η PGC-a1alpha επανεργοποίησε τη διαδικασία της καταστροφής ελαττωματικών κυττάρων και επίσης μείωσε τον θάνατο των κανονικών κυττάρων. Αυτό μείωσε τα επίπεδα των NTDs. Ο Yang λέει ότι στο μέλλον μπορεί να είναι δυνατό να χορηγούνται αγωγές που θα αναστέλλουν τις PKCalpha ή miR-129-2, ή θα ενεργοποιούν την PGC-1 άλφα.