Σπουδαία ανακάλυψη του Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ για τις γενετικές ρίζες νευροαναπτυξιακών διαταραχών
Γράφει ο Νικόλαος Μπενβενίστε
Μια επαναστατική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Neuroscience από διεθνή ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του Καθηγητή Sagiv Shifman του Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ, αλλάζει βαθιά την κατανόησή μας για την ανάπτυξη του εγκεφάλου και τις γενετικές ρίζες νευροανπτυξιακών διαταραχών, όπως του φάσματος του αυτισμού.
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, οι ερευνητές απενεργοποίησαν συστηματικά σχεδόν όλα τα γονίδια του ανθρώπου (περίπου 20.000) σε εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, παρατηρώντας ποια από αυτά είναι απαραίτητα για να μετατραπούν αυτά τα κύτταρα σε νευρώνες. Μέσα από αυτή τη «συστηματική έρευνα των γονιδίων του εγκεφάλου», δημιούργησαν έναν «χάρτη βασικότητας» που καταγράφει 331 γονίδια ζωτικής σημασίας για τη δημιουργία νευρικών κυττάρων.
Κυριότερα Ευρήματα της Μελέτης
Μόνο ένα μικρό κλάσμα από τα 331 απαραίτητα γονίδια είναι ήδη συνδεδεμένο με γνωστές διαταραχές. Αυτό Υποδηλώνει ότι πολλές γενετικές αιτίες αυτισμού και αναπτυξιακής καθυστέρησης παραμένουν άγνωστες, επεκτείνοντας δραματικά το ερευνητικό πεδίο.
Τα γονίδια κρίσιμα σε συγκεκριμένα στάδια σχηματισμού νευρώνων συνδέονται περισσότερο με αυτισμό. Τα γονίδια ευρέως απαραίτητα για την κυτταρική επιβίωση συνδέονται περισσότερο με γενική αναπτυξιακή καθυστέρηση.
Το γονίδιο PEDS1, ζωτικό για την παραγωγή λιπιδίων των κυτταρικών μεμβρανών του εγκεφάλου, ταυτοποιήθηκε ως αιτία μιας νέας, σοβαρής νευροανπτυξιακής διαταραχής. Σε κλινική διάγνωση βρέθηκε σε παιδιά από δύο ανεξάρτητες οικογένειες με μικροκεφαλία και σοβαρή καθυστέρηση.
Τα γονίδια που ρυθμίζουν τη γονιδιακή έκφραση (π.χ., μεταγραφικοί παράγοντες) σχετίζονται με δεσπόζουσες διαταραχές. Τα μεταβολικά γονίδια (όπως το PEDS1) σχετίζονται με υπολειπόμενες διαταραχές.
Μια Εποχή Νέων Δυνατοτήτων: Από τη Διάγνωση στη Θεραπεία
Η ερευνητική ομάδα δεν ανακοίνωσε απλώς ένα αποτέλεσμα, αλλά δημιούργησε και έκανε δημόσια διαθέσιμη μια ανοιχτή βάση δεδομένων με όλα τα ευρήματα. Αυτή η πράξη συνεργασίας θα επιταχύνει την έρευνα παγκοσμίως, επιτρέποντας σε επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν αυτόν τον χάρτη για να ταυτοποιήσουν άλλα νέα γονίδια που εμπλέκονται σε διαταραχές.
Ο Καθηγητής Shifman σημείωσε ότι «ο χάρτης βασικότητας θα χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για μελλοντικές ανακαλύψεις», με το εργαστήριό του να εστιάζει ήδη σε ζητήματα όπως οι διαφορές μεταξύ των φύλων στη διάγνωση και η βιολογική βάση της ποικιλομορφίας των συμπτωμάτων.
Η ανακάλυψη εντάσσεται σε ένα ευρύτερο και δυναμικό επιστημονικό τοπίο στην Ισραήλ για τη μελέτη του εγκεφάλου. Σε ξεχωριστή έρευνα, π.χ., στο νοσοκομείο Hadassah, αναπτύσσονται καινοτόμες τεχνολογίες όπως «εγκέφαλος σε τσιπ» και τρισδιάστατα μοντέλα εγκεφάλου για τη δοκιμή φαρμάκων για τον αυτισμό. Διαβάστε το άρθρο στα Αγγλικά. Επίσης, άλλες πρόσφατες διεθνείς μελέτες (συμπεριλαμβανομένης μίας από το Ben Gurion University) εργάζονται για να κατατάξουν τον αυτισμό σε διαφορετικούς υπο-τύπους βάσει κλινικών χαρακτηριστικών και γενετικών μονοπατιών, γεγονός που ανοίγει το δρόμο για πιο εξατομικευμένες προσεγγίσεις.
Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα του Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ δεν προσθέτει απλώς πληροφορίες, αλλά επανασχεδιάζει τον χάρτη των γονιδίων πάνω στον οποίο οικοδομούσαμε μέχρι σήμερα την κατανόησή μας για τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Όπως αποκαλύπτεται το πεδίο ανακαλύψεων είναι ακόμη τεράστιο, παρέχοντας όχι μόνο νέα εργαλεία για ακριβέστερη διάγνωση και γενετική συμβουλευτική για οικογένειες, αλλά και μια νέα οδό για την επιστήμη προς την ανάπτυξη μελλοντικών, στοχευμένων θεραπειών.