Расщелина губы или неба возникает вследствие комбинированного воздействия генов и факторов риска воспаления, возникающих во время беременности, таких как курение или инфекции, говорится в новом исследовании, проведенном исследователями Калифорнийского университета (UCL). Исследование, опубликованное в научном журнале Nature Communications, впервые показало, как генетические факторы и факторы окружающей среды объединяются, чтобы сформировать расщелину губы или неба у развивающегося плода.
Распространённость заячьей губы
Заячья губа с расщелиной неба или без нее является наиболее распространенным черепно-лицевым пороком развития, наблюдаемым при рождении и поражающим одного из 700 живорожденных. Это может иметь разрушительные последствия, поскольку дети могут испытывать трудности с кормлением, речью и слухом, а также могут подвергаться повышенному риску ушных инфекций и проблем с зубами.
Автор исследования профессор Роберто Майор (Roberto Mayor) комментирует: «В течение некоторого времени было известно, что существует генетический компонент заячьей губы и что некоторые факторы окружающей среды, такие как курение, стресс, инфекции и недоедание во время беременности, также могут увеличивать риск заячьей губы. Здесь мы впервые показали, как эти два фактора работают вместе и почему для рождения ребенка с заячьей губой необходимы как генетические, так и экологические факторы риска».
Заячья губа и ген е-кадгерина
Исследователи из UCL и Университета Сан-Паулу (University of São Paulo) изучали семьи, которые несут мутации в гене е-кадгерина, который, как известно, связан с заячьей губой, но отметили, что не у всех с данной мутацией развивается заячья губа. Ученые воспроизвели эту мутацию у мышей и лягушек, что вызвало пороки развития, подобные заячьей губе у людей, но только тогда, когда мыши и лягушки, несущие мутацию, также подвергались воздействию факторов окружающей среды, вызывающих воспаление. Исследователи также обнаружили аналогичные эффекты в стволовых клетках человека как при мутации, так и при воспалении.
Белок е-кадгерин играет роль в развитии плода, поскольку клетки нервного гребня — эмбриональные стволовые клетки, формирующие черты лица — движутся вместе, формируя лицо. При нормальном развитии клетки нервного гребня мигрируют вместе двумя половинками, обвивая голову, прежде чем соединиться вместе, чтобы сформировать лицо. Это требует, чтобы e-кадгерин действовал как клей между клетками. Если две половины клеток нервного гребня полностью не соединяются друг с другом, младенец родится с расщелиной губы или неба.
Мутация, обнаруженная исследователями, снижает выработку белка е-кадгерина, поскольку метилирование ДНК снижает транскрипцию, но они обнаружили, что одна мутация не снижает уровень е-кадгерина настолько, чтобы вызвать заячью губу. Только тогда, когда плод с мутацией также подвергался воздействию факторов риска окружающей среды, вызывающих воспаление во всем организме (которые могут включать курение, стресс, недоедание или инфекции), метилирование ДНК повышалось, а уровни е-кадгерина были слишком низкими для клетки нервного гребня, чтобы связать себя вместе, чтобы полностью сформировать губу и небо.
Новизна исследования
Автор исследования доктор Лукас Альвизи (Lucas Alvizi) добавил: «Наше исследование является первым, которое детально демонстрирует, как генетические факторы и факторы окружающей среды в сочетании вызывают врожденный дефект, в то время как это также примечательный пример эпигенетики, поскольку факторы окружающей среды влияют на экспрессию гена».
Практическая значимость работы
Исследователи надеются, что их результаты будут способствовать разработке новых методов лечения или профилактических стратегий расщелины губы или неба, а также прояснят факторы риска, чтобы помочь людям снизить вероятность развития этого заболевания у их ребенка.
Профессор Майор заключил: «Выявление этой мутации может быть простой частью дородовой помощи, поэтому, если кто-то является носителем мутации, ему будет рекомендовано предпринять шаги для снижения риска воспаления, которое может сочетаться с генетическим фактором и привести к заячьей губе. В дополнение к воздействию на такие факторы, как курение, назначение противовоспалительных препаратов также может помочь беременным женщинам из группы риска».
Авторы нового исследования утверждают, что выявили важный ген, который связан с развитием расщелины губы и неба.