Մկներն օգնել են բացահայտել հազվագյուտ հիվանդության պատճառը

Մոսկվայի պետական համալսարանի Ա. Ն. Բելոզերսկու անվան ֆիզիկաքիմիական կենսաբանության գիտահետազոտական ինստիտուտի գիտնականները գործընկերների հետ ստեղծել են մկան անհատականացված մոդել, որն օգնել է հաստատել փոքրիկ աղջկա մոտ նյութափոխանակության հազվադեպ հանդիպող ծանր խանգարման գենետիկական պատճառը։ Բուժառուի արյան մեջ նկատվել էր C5OH ացիլկարնիտինի բարձր մակարդակ, ինչը կարող է վկայել բիոտինի (B7 վիտամինի) պակասի մասին, սակայն այդ վիտամինով բուժումը վիճակի կայուն բարելավման չէր հանգեցրել։ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի թղթակից անդամ Եգոր Պրոխորչուկի ղեկավարությամբ իրականացված գենետիկական հետազոտությամբ հայտնաբերվել էին SLC5A6 գենի՝ նախկինում չնկարագրված երկու տարբերակներ, սակայն հիվանդության հետ դրանց կապը դեռ պետք էր հաստատել։ Գիտնականները գենետիկական փոփոխությունների այդ համակցությունը վերարտադրել են մկների մոտ և կենդանիների շրջանում հայտնաբերել նյութափոխանակության նմանատիպ խանգարումներ, քաշի դանդաղ աճ, ֆիզիկական ուժի նվազում և ավելի բարձր մահացություն՝ համեմատած ստուգիչ խմբի հետ։

Ինչպես հայտնում է «Նաուչնայա Ռոսիա» պարբերականը, ստեղծված անհատականացված մոդելի մկները կրում էին գենային տարբերակների նույն համակցությունը, ինչ բուժառուն։ Կենդանիների մոտ ի հայտ են եկել նյութափոխանակության նույնանման խանգարումներ. նրանք ավելի դանդաղ են քաշ հավաքել, ավելի թույլ են եղել և ավելի քիչ են ապրել, քան ստուգիչ խմբի կենդանիները։ Դա օգնել է հաստատել, որ SLC5A6 գենում հայտնաբերված փոփոխությունները կապված են հիվանդության հետ։

SLC5A6 գենը կոդավորում է վիտամիններ տեղափոխող SMVT սպիտակուցը։ Այն բջիջների ներս է հասցնում մի քանի կարևոր նյութեր, այդ թվում՝ բիոտին և պանտոտենատ (վիտամին B5)։ Հետևաբար, փոխադրիչ սպիտակուցի խափանումը կարող է ազդել ոչ միայն բիոտինի փոխանակության, այլև օրգանիզմում ընթացող մյուս գործընթացների վրա։

Մկների օգնությամբ գիտնականները գտել են նաև հնարավոր բացատրությունը, թե ինչու բիոտինը չի օգնել երեխային։ Փորձի ընթացքում բիոտինի հավելումը չի երկարացրել գենային նույն համակցությունն ունեցող մկների կյանքը։ Իսկ մյուս գծի մկների շրջանում, որոնք ունեին SLC5A6 գենի ավելի մեղմ տարբերակը, բիոտինի ընդունման պայմաններում մահացությունն աճել է։ Բուժառուի մուտացիաների համակցությամբ մոդելում C5OH-ի մակարդակը նվազել է, սակայն դա ընդհանուր վիճակի բարելավմամբ չի ուղեկցվել. երկու գծերի մոտ էլ փոխվել են կենսաքիմիական ցուցանիշները, որոնք վկայում են ճարպերի օքսիդացման խանգարման մասին։ Հեղինակները ենթադրում են, որ երբ փոխադրիչ սպիտակուցը վատ է աշխատում, բիոտինի ավելցուկը կարող է խանգարել մյուս նյութերի, օրինակ՝ պանտոտենատի մուտքին դեպի բջիջներ։ Այս վարկածը դեռ պետք է ստուգվի։

Այսպիսով, C5OH-ի բարձր մակարդակը միշտ չէ, որ նշանակում է, թե օրգանիզմում պարզապես բիոտինի պակաս կա։ Եթե նման բարձր ցուցանիշի սովորական գենետիկական պատճառները չեն հայտնաբերվում, հեղինակները խորհուրդ են տալիս նախքան բուժում նշանակելը ստուգել SLC5A6 գենը։ Մկան անհատականացված մոդելը կօգնի ուսումնասիրել այս հազվագյուտ հիվանդության առաջացման մեխանիզմը և ընտրել բուժման հնարավոր մոտեցումներ։

«Մկների գենոմի խմբագրումը թույլ տվեց լուծել բժշկական գենետիկների առջև ծառացած գլուխկոտրուկը։ Մեր աշխատանքը ցույց տվեց, որ դեպի բջիջներ վիտամինների տեղափոխման համար պատասխանատու գենի՝ նախկինում անհայտ մուտացիաները կարող են հանգեցնել մահացու վտանգավոր և նենգ հիվանդության։ Այդ հիվանդությունը քողարկվում է որպես բիոտինի պակաս՝ կարծես հուշելով, թե այն պետք է բուժել այդ վիտամինի մեծ չափաբաժիններով։ Սակայն միայն բիոտինով բուժումը վտանգավոր է, ինչը միանգամայն ակնհայտ ցույց տվեցին գենետիկորեն ձևափոխված մկների վրա կատարված փորձերը։ Մենք տեսնում ենք, թե ինչպես են գենետիկական տեխնոլոգիաներն օգնում հասկանալ և՛ մեր գեների աշխատանքը, և՛ այն, թե ինչպես կարող են դրանց փոփոխությունները հիվանդություններ առաջացնել»,— նշել է հետազոտության հեղինակներից մեկը՝ ՄՊՀ ֆիզիկաքիմիական կենսաբանության ԳՀԻ տնօրեն Պյոտր Սերգիևը։