Исследователи из Детской больницы Филадельфии (Children's Hospital of Philadelphia (CHOP)) описали ключевые генетические компоненты, оказывающие влияние на минеральную плотность костной ткани у детей и подростков. Эта информация поможет выявить пациентов, которым в раннем возрасте необходимо лечение, направленное на улучшение здоровья костей, таким образом можно предотвратить переломы в дальнейшем.
Многие переломы у детей связаны с травмами, и в большинстве случаев происходит быстрое выздоровление. Но существует ряд факторов, способствующих повышенной ломкости костей у данной возрастной группы.
Хронические заболевания, особенности питания и терапия стероидами оказывают значительное влияние на минеральный обмен в костной ткани. Генетические факторы также играют важную роль в этом процессе. Большинство прежних исследований были сосредоточены на взрослых пациентах, для которых переломы представляют серьезную угрозу жизни, а вот генетика развития костей у детей была изучена в меньшей степени.
Два исследования, проведенные учеными из CHOP, были посвящены изучению генетической информации, необходимой для понимания развития костей у детей. В первой работе, опубликованной в журнале Genome Biology, ученые сосредоточились на генетических вариантах, связанных с плотностью костей. Эти варианты были ранее обнаружены в ходе полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) как у взрослых, так и у детей.
Описанный механизм связан с балансом между двумя типами клеток: остеобластами, которые формируют новую костную ткань, и остеокластами, которые разрушают старую. Когда дети растут, остеобласты гораздо активнее — они способствуют правильному росту костей.
Исследователи использовали CRISPRi, который помогает подавить экспрессию генов без разрезания ДНК, и идентифицировали четыре гена (ARID5B, CC2D1B, EIF4G2 и NCOA3), которые связаны с остеобластами и их способностью к созреванию. Кроме того, ученые обнаружили, что многие генетические сигналы, ассоциированные с минеральной плотностью костной ткани, также оказывают влияние на другие ткани. Это значит, что плотность костной ткани может указывать на другие возможные проблемы со здоровьем.
«Благодаря этой информации мы надеемся научиться определять, у каких детей выше вероятность перелома. Это позволит улучшить здоровье их костей на всю жизнь», — говорит главный автор исследования Струан Ф. А. Грант (Struan F.A. Grant), Ph.D., руководитель Центра пространственной и функциональной геномики (Center for Spatial and Functional Genomics) и кафедры исследований сахарного диабета имени Дэниела Б. Берка (Daniel B. Burke Endowed Chair for Diabetes Research) в CHOP.
Для подтверждения этих выводов с другой точки зрения, во втором исследовании, опубликованном в Journal of Bone and Mineral Research, использовалась полигенная шкала риска gSOS (genetic quantitative ultrasound speed of sound), которая ранее применялась для изучения риска переломов у взрослых.
В основу этой работы легли два наблюдения и связанные с ними генетические данные: исследование минеральной плотности костной ткани у детей (BMDCS), а также сведения Центра прикладной геномики (Center for Applied Genomics) CHOP, накопленные за 20 лет. Ученые выяснили, что более высокий балл gSOS был связан с более высокой минеральной плотностью костной ткани в различных отделах скелета и снижением риска переломов в обоих наблюдательных исследованиях. Это особенно важно, потому что исследователи учли множество других факторов, которые могли повлиять на результат. Среди них были: пол, стадия полового созревания, питание, антропометрические данные и даже учет несчастных случаев, которые могли привести к переломам.
«Наше исследование показало, что генетика представляет собой мощный фактор плотности костной ткани на протяжении всей жизни», — резюмирует главный автор исследования Бабетт С. Земел (Babette S. Zemel), Ph.D., профессор педиатрии в CHOP.
Источник: medicalxpress.com