Ученые обнаружили новое генетическое заболевание, которое задерживает развитие мозга у детей

Ученые выявили новое генетическое заболевание, которое приводит к аномальному развитию мозга некоторых детей, что приводит к задержке интеллектуального развития.

Большинство пациентов с этим заболеванием – заболеванием, которое настолько ново, что у него еще нет названия, – испытывают серьезные трудности в обучении, которые влияют на качество их жизни.

Международная группа исследователей из университетов Портсмута, Саутгемптона и Копенгагена обнаружила, что это редкое генетическое заболевание вызывают изменения в гене, кодирующем белок, называемом субъединицей 1 типа глутаматного ионотропного рецептора AMPA (GRIA1).

Теперь, когда этот вариант был идентифицирован, он поможет клиницистам разработать целенаправленные вмешательства для оказания помощи пациентам и их семьям, а также откроет двери для скрининга и пренатальной диагностики.

GRIA1 помогает передавать электрические сигналы по всему мозгу. Однако, если этот процесс прервать или сделать менее эффективным, это может привести к снижению способности мозга удерживать информацию.

Исследовательская группа, состоящая из генетиков и биохимиков использовала головастиков, у которых варианты человеческих генов были имитированы с помощью редактирования генов, чтобы показать, что изменения GRIA1 являются основной причиной болезни, изменяющей поведение. Биохимический анализ вариантов был также проведен в ооцитах лягушки.

Результаты исследования опубликованы в журнале American Journal of Human Genetics.

Соавтор исследования профессор Мэтт Гилль, который возглавляет лабораторию исследовательской группы по эпигенетике и биологии развития в Университете Портсмута, рассказал, что «секвенирование ДНК следующего поколения меняет нашу способность ставить новые диагнозы и обнаруживать новые генетические причины редких заболеваний. Основным узким местом в постановке диагноза этим пациентам является прочная связь изменений, обнаруженных в их геноме, с их заболеванием. Обнаружение подозрительного генетического изменения у головастиков позволяет нам проверить, вызывает ли оно ту же болезнь у людей. Полученные данные позволяют нам поддержать наших коллег в обеспечении более своевременного и точного диагноза, в котором так отчаянно нуждаются пациенты и их семьи».

Соавтор исследования, доктор Энни Гудвин, научный сотрудник Портсмутского университета, которая провела большую часть исследования, отметила: «Для нас это была трансформационная работа; способность анализировать человекоподобное поведение головастиков с достаточной точностью для выявления генетических изменений, связанных с заболеванием, открывает возможность помочь идентифицировать огромный спектр заболеваний. Это особенно важно, учитывая, что так много заболеваний, связанных с развитием нервной системы, в настоящее время не диагностируются».

Соавтор исследования профессор Диана Баралле, профессор геномной медицины и заместитель декана (по исследованиям) медицинского факультета Университета Саутгемптона, добавила, что «обнаружение этих новых причин генетических нарушений завершает диагностическую одиссею наших пациентов, и это стало возможным благодаря совместной междисциплинарной работе между университетами».

Каждый 17-й человек в какой-то момент своей жизни будет страдать от редкого заболевания. Большинство из этих редких заболеваний имеют генетическую причину и часто поражают детей, но доказать, какое изменение гена вызывает заболевание, является огромной проблемой.

Профессор Гилль сказал, что ранее, в то время как исследования, связывающие ген и заболевание, проводились в основном на мышах; несколько лабораторий, в том числе его собственная в Университете Портсмута, недавно показали, что эксперименты на головастиках также могут предоставить очень убедительные доказательства функции различных человеческих генов. Процесс воссоздания некоторых вариантов генов у головастиков прост и может быть выполнен всего за три дня.

Профессор Гилль добавил: «Если клинические исследователи сочтут эту информацию достаточно полезной, то мы продолжим совместную работу по расширению спектра анализа функций генов, чтобы его можно было использовать для проведения эффективных вмешательств для значительного числа пациентов».

Источник: Vardha Ismail et al, Identification and functional evaluation of GRIA1 missense and truncation variants in individuals with ID: An emerging neurodevelopmental syndrome, The American Journal of Human Genetics (2022). DOI: 10.1016/j.ajhg.2022.05.009