Odkryto mechanizm rozwoju zespołu Downa

Brytyjscy naukowcy zidentyfikowali zaburzenie w embrionalnych komórkach macierzystych, które jest najprawdopodobniej pierwszym dostrzegalnym objawem zespołu Downa. Odkrycie daje ogromną nadzieję na przejęcie kontroli nad fizjologią komórek i utrzymanie prawidłowego rozwoju zarodka.

Zespół Downa rozwija się w wyniku obecności trzech (zamiast dwóch) kopii informacji genetycznej zawartej w chromosomie 21. Częstotliwość zachorowań wzrasta wraz z wiekiem rodziców (ze szczególnym uwzględnieniem wieku matki) i osiąga w krajach uprzemysłowionych wartość około jednego przypadku na tysiąc żywo urodzonych dzieci. W związku z powszechnością choroby nie ustają badania nad zidentyfikowaniem dokładnego podłoża schorzenia i prób zapobiegania jego objawom. Zaobserwowane przez Brytyjczyków zmiany w embrionalnych komórkach macierzystych (ang. embryonic stem cells – ESC), mające charakter zaburzonej ekspresji (aktywności) genów, są najprawdopodobniej najwcześniejszym objawem choroby.

Badania, w których wzięli udział także naukowcy ze Stanów Zjednoczonych, Australii, Hiszpani i Szwajcarii, polegały na obserwacji komórek, do których celowo wstawiono dodatkową kopię chromosomu 21. Badacze zaobserwowali, że kaskada niekorzystnych zmian zaczyna się od rozregulowania aktywności genu kodującego białko DYRK1A. Należy ono do grupy kinaz, czyli protein zdolnych do drobnych modyfikacji chemicznych (przyłączania lub odłączania grupy fosforanowej -PO43-) innych białek. Przeprowadzony przez nie proces, zwany fosforylacją (lub defosforylacją, gdy grupa fosforanowa jest odłączana), pozwala na regulację aktywności wielu procesów zachodzących wewnątrz komórek.

Zaburzenia funkcji DYRK1A prowadzą do rozregulowania aktywności tzw. czynników transkrypcyjnych, czyli białek odpowiedzialnych za regulację aktywności niektórych genów. Najważniejszym z nich jest w przypadku zespołu Downa gen REST, którego wadliwe funkcjonowanie odpowiada za serię zmian prowadzących nieuchronnie do rozwoju objawów schorzenia, spośród których najistotniejszym i najbardziej uciążliwym jest upośledzenie umysłowe. Co ciekawe, podobny mechanizm jest najprawdopodobniej odpowiedzialny także za rozwój innego schorzenia, choroby Alzheimera.

Biorący udział w badaniach prof. Dean Nizetic tłumaczy, że dokonane odkrycie może pozwolić na opracowanie poszukiwanej od dawna terapii zespołu Downa. Jak twierdzi, zidentyfikowane zaburzenie jest ważne nie tylko dla rozwoju komórek nerwowych, lecz także dla ich utrzymania w ciągu życia, ich sposobu starzenia i radzenia sobie ze stresem. Badacz dodaje, że zaburzona ekspresja genów może być atrakcyjnym celem dla terapii, które mogłyby pomóc w przywróceniu tej delikatnej równowagi.

Autor: Wojciech Grzeszkowiak

Źródło: BBC