Исследование, проведенное учеными из Австралии, выявило генетические механизмы, приводящие к развитию тяжелого врожденного заболевания сердца, связанного с нарушением функционирования митохондрий.
На данный момент известно около 350 генов, мутации в которых могут привести к выходу из строя митохондрий — клеточных энергетических установок. В итоге развиваются состояния, которые в совокупности называются митохондриальными заболеваниями. С этими заболеваниями рождается примерно 20 человек из 100 000.
Часто митохондриальные заболевания поражают отдельные органы или системы всего тела, вызывая широкий спектр симптомов и синдромов. Из-за того, что митохондрии выполняют жизненно необходимые функции, патологический процесс протекает тяжело, а поскольку заболевания вызваны генетическими ошибками, эффективной терапии в большинстве случаев нет. Существующие методы лечения, к сожалению, как правило не могут сдержать прогрессирование заболевания.
Примерами митохондриальных дисфункций являются митохондриальная прогерия, митохондриальная мигрень, синдром MELAS, дефицит митохондриального комплекса и другие. Многие формы кардиомиопатий также обусловлены нарушениями функционирования митохондрий.
Мельбурнские ученые, тщательно изучили ранее полученные геномные данные 17 детей, страдавших от кардиомиопатии неясной природы. В большинстве случаев удалось найти дефекты в гене ATAD3, которые ранее были не замечены из-за особенностей строения этого участка генома. Дело в том, что в этом участке ДНК находится множество повторяющихся последовательностей, что в значительной степени затрудняет нахождение мутаций при стандартном генетическом скрининге.
Комплекс ATAD3 состоит из трех практически идентичных находящихся рядом генов: ATADA3, ATADB3 и ATADC3. Используя самые современные методы, исследователи выяснили, что вставка лишней копии комплекса ATAD3 приводит к экспрессии химерного белка ATAD3A/ATAD3C. При накоплении этого белка происходит угнетение окислительного фосфорилирования — процесса, при котором энергия, полученная из питательных веществ, запасается в клетках в виде АТФ. В результате наблюдается фатальная дисфункция сердечной мышцы.
Все мутации, приводящие к развитию тяжелых форм митохондриальных болезней, возникают de novo, то есть не являются наследуемыми. Соответственно, шанс иметь здорового ребенка в семье, где родился ребенок с этой патологией, такой же, как семье, не столкнувшейся с подобной трагедией. Сейчас команда исследователей планирует провести повторный анализ ранее собранных генетических данных из семей, чьи дети имели симптомы, указывающие на дисфункцию ATAD3.
Это исследование наглядно демонстрирует важность сбора и сохранения биоматериала, а также данных геномных исследований. Возможно, на данном этапе науке еще не хватает знаний и технологий для выявления причин некоторых заболеваний, но в будущем ситуация может измениться.
