Nobel

Prawidłowy rozwój mózgu zależny jest od współpracy ogromnej liczby genów. Niektóre mutacje prowadzą do upośledzenia tego procesu, a w konsekwencji do powstania zaburzeń rozwojowych i niepełnosprawności intelektualnej. Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół pod przewodnictwem Bruno Reversade’a, kierownika Instytutu Biologii Medycznej i Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej A*STAR w Singapurze, pozwoliły zidentyfikować gen, którego uszkodzenie skutkuje opóźnieniem rozwoju układu nerwowego.

Naukowcy zbadali dzieci, u których zdiagnozowano postać choroby neurologicznej przebiegającej z zaburzeniami rozwoju mózgu i prowadzącej do występowania napadów drgawkowych. Pomimo tego, iż nie zaobserwowano u nich opóźnienia w rozwoju fizycznym, nie potrafiły one chodzić ani mówić. Analiza DNA dzieci, ich rodzeństwa i rodziców wskazała na obecność mutacji w genie kodującym CAMK2A kodującym kinazę II zależną od wapnia/kalmoduliny.

Naukowcy podejrzewali, iż mutacja ta uniemożliwia prawidłowe łączenie się z sobą podjednostek tworzących białko CAMK2A. Kinaza ta jest niezwykle istotna dla prawidłowego funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. Stanowi 0,3% wszystkich białek w mózgu. W dużych ilościach występuje zwłaszcza w synapsach, gdzie bierze udział w procesie długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP). U myszy nie wytwarzających tego enzymu wykazano obniżenie LTP w obrębie hipokampa, a także zaburzenia pamięci przestrzennej, roboczej oraz kontekstowej pamięci strachu.

Badacze przeprowadzili eksperyment z wykorzystaniem organizmu modelowego – nicienia Caenorhabditis elegans. Wykazał on, iż mutacja, jaka występowała u chorych dzieci, także u tych robaków powodowała wady neurologiczne. Obejmowały one obniżenie napięcia mięśniowego, defekty lokomocyjne oraz spontaniczne skurcze ciała, przypominające drgawki. Potwierdzono również, że choroba wywołana obecnością nieprawidłowego genu dziedziczona jest w sposób autosomalny recesywny, zatem u heterozygot objawy nie są obserwowane.

Diagnozowanie i leczenie chorób dziedzicznych często napotyka na przeszkody z powodu trudności w określeniu, jaka dokładnie wady genetyczne leżą u podstaw danego schorzenia. Zidentyfikowanie mutacji w genie CAMK2A może okazać się cennym narzędziem dla specjalistów w dziedzinie genetyki dziecięcej: klinicystów i doradców genetycznych. W przyszłości prawdopodobnie prowadzone będą również badania dotyczące możliwości przywrócenia aktywności nieprawidłowej kinazie i zastosowania takich działań w terapii pacjentów z zaburzeniami neurologicznymi.

Bibliografia:
Chia P.H., Zhong F.L., Niwa S., Bonnard C., Utami K.H., Zeng R., Lee H., Eskin A., Nelson S.F., Xie W.H., Al-Tawalbeh S., El-Khateeb M., Shboul M., Pouladu M.A., Al-Raqad M., Reversade B. A homozygous loss-of-function CAMK2A mutation causes growth delay, frequent seizures and severe intellectual disability. eLife 2018

Dodaj komentarz