Καινούριο γονίδιο ανακαλύφθηκε για τις νόσους του κινητικού νευρώνα

Μια νέα γενετική ανακάλυψη ενισχύει τη θεωρία ότι οι εκφυλιστικές ασθένειες του κινητικού νευρώνα προκαλούνται από μη φυσιολογικές διαδρομές επεξεργασίας των λιπιδίων που βρίσκονται μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα.

Αυτή η θεωρία θα βοηθήσει να ανοίξει ο δρόμος για νέες διαγνωστικές μεθόδους και θεραπείες, επιτρέποντας τη διάγνωση σε ασθενείς που δεν γνωρίζουν ακόμη την αιτία.

Οι εκφυλιστικές ασθένειες του κινητικού νευρώνα είναι μια μεγάλη οικογένεια νευρολογικών διαταραχών, για τις οποίες δεν υπάρχουν ακόμη δυνατότητες πρόληψης ή θεραπείας. Προκαλούνται από αλλαγές σε ένα από πολλά γονίδια που γνωρίζουμε πλέον ότι προκαλούν τις νόσους αυτές, όμως παρά την πρόοδο, πολλοί ασθενείς εξακολουθούν να παραμένουν χωρίς γενετική διάγνωση.

Μια ομάδα του Πανεπιστημίου του Exeter με επικεφαλής τον καθηγητή Andrew Crosby και την Dr Emma Baple ερευνά επί μακρόν τις εκφυλιστικές νόσους του κινητικού νευρώνα. Η ομάδα ανακάλυψε 15 γονίδια υπεύθυνα για τις νόσους αυτές και όλα τους εμπλέκονται με την επεξεργασία των λιπιδίων -ιδίως της χοληστερόλης- μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα.

Στη νέα υπόθεση που δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο περιοδικό νευρολογίας Brain, περιγράφονται συγκεκριμένες διαδρομές λιπιδίων, που η ομάδα πιστεύει ότι είναι σημαντικές για την ανάπτυξη αυτών των νευρολογικών νοσημάτων.

Στη σχετική μελέτη, η ομάδα εντόπισε ένα νέο γονίδιο που ονομάζεται TMEM63C και το οποίο προκαλεί μια εκφυλιστική ασθένεια που επηρεάζει τα κύτταρα του ανώτερου κινητικού νευρώνα στο νευρικό σύστημα. Η τελευταία ανακάλυψη είναι σημαντική, καθώς η πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από το TMEM63C βρίσκεται στο σημείο του κυττάρου όπου γίνεται η επεξεργασία των λιπιδίων. Αυτό ενισχύει περαιτέρω την υπόθεση ότι οι νόσοι του κινητικού νευρώνα προκαλούνται από ανώμαλη επεξεργασία λιπιδίων, όπως της χοληστερόλης.

Ο καθηγητής Andrew Crosby, στο Πανεπιστήμιο του Exeter, δήλωσε: «Είμαστε εξαιρετικά ενθουσιασμένοι με αυτό το νέο εύρημα για το γονίδιο, καθώς συνάδει με την υπόθεσή μας ότι η σωστή διατήρηση συγκεκριμένων οδών επεξεργασίας λιπιδίων είναι ζωτικής σημασίας για τον τρόπο λειτουργίας των εγκεφαλικών κυττάρων και ότι οι ανωμαλίες σε αυτές τις οδούς είναι το κοινό σημείο στις εκφυλιστικές ασθένειες του κινητικού νευρώνα. Επιτρέπει επίσης την άμεση παροχή νέων διαγνώσεων και απαντήσεων σε οικογένειες που έχουν προσβληθεί από κάποιες από τις νόσους αυτές».

Οι νόσοι του κινητικού νευρώνα επηρεάζουν τα νευρικά κύτταρα που ελέγχουν την εκούσια μυϊκή δραστηριότητα όπως το περπάτημα, η ομιλία και η κατάποση. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μορφές των ασθενειών αυτών, με διαφορετικά κλινικά χαρακτηριστικά και βαρύτητα. Καθώς η κατάσταση εξελίσσεται, τα κύτταρα του κινητικού νευρώνα καταστρέφονται και μπορεί τελικά να πεθάνουν. Αυτό οδηγεί τους μύες που βασίζονται σε αυτά τα νευρικά μηνύματα, σταδιακά να εξασθενούν και να χάνονται.

Εάν επιβεβαιωθεί, η θεωρία αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει τους επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν παραδείγματα ασθενών για να προβλέψουν την πορεία και τη σοβαρότητα της πάθησης και να παρακολουθήσουν την επίδραση πιθανών νέων φαρμάκων για τη θεραπεία αυτών των διαταραχών.

Στην τελευταία έρευνα, η ομάδα χρησιμοποίησε τεχνικές γενετικής αλληλουχίας αιχμής για να διερευνήσει το γονιδίωμα τριών οικογενειών με άτομα που προσβλήθηκαν από κληρονομική σπαστική παραπληγία – μια μεγάλη ομάδα νόσων στην οποία ο κινητικός νευρώνας στο άνω μέρος του νωτιαίου μυελού δεν επικοινωνεί σωστά με τις μυϊκές ίνες, προκαλώντας μυϊκή δυσκαμψία, αδυναμία και απώλεια μυικού ιστού. Αυτές οι έρευνες έδειξαν ότι οι αλλαγές στο γονίδιο TMEM63C ήταν η αιτία της νόσου. Σε συνεργασία με την ομάδα με επικεφαλής τον Δρ Julien Prudent στη Μονάδα Μιτοχονδριακής Βιολογίας του Συμβουλίου Ιατρικής Έρευνας στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, η ομάδα ξεκίνησε μελέτες για τη λειτουργική συνάφεια της πρωτεΐνης TMEM63C μέσα στο κύτταρο.

Χρησιμοποιώντας πρωτοποριακές μικροσκοπικές μεθόδους, η εργασία της ομάδας του Cambridge έδειξε ότι ένα υποσύνολο του TMEM63C εντοπίζεται στη διεπαφή μεταξύ δύο κρίσιμων κυτταρικών οργανιδίων, του ενδοπλασματικού δικτύου και των μιτοχονδρίων, μια περιοχή του κυττάρου που απαιτείται για την ομοιόσταση του μεταβολισμού των λιπιδίων και που προτείνεται από την ομάδα του Exeter ως σημαντική για την ανάπτυξη των νόσων του κινητικού νευρώνα. Εκτός από τη συγκεκριμένη διαπίστωση, ο Δρ Luis-Carlos Tabara Rodriguez, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Dr. Prudent, αποκάλυψε επίσης ότι το TMEM63C ελέγχει τη μορφολογία τόσο του ενδοπλασματικού δικτύου όσο και των μιτοχονδρίων, γεγονός αντικατοπτρίζει τον ρόλο του στη ρύθμιση των λειτουργιών των οργανιδίων αυτών, καθώς και της ομοιόστασης του μεταβολισμού των λιπιδίων.

Ο Δρ Julien Prudent, της μονάδας Μιτοχονδριακής Βιολογίας του Cambridge, δήλωσε: «η αναγνώριση του TMEM63C ως νέο γονίδιο για εκφυλιστική νόσο του κινητικού νευρώνα και η σημασία του σε διαφορετικές λειτουργίες οργανιδίων ενισχύουν την ιδέα ότι η ικανότητα διαφορετικών τμημάτων των κυττάρων να επικοινωνούν μεταξύ τους, για παράδειγμα με την ανταλλαγή λιπιδίων, είναι κρίσιμης σημασίας για τη διασφάλιση της ομοιόστασης των κυττάρων, η οποία απαιτείται για την πρόληψη ασθενειών».

Η Δρ Emma Baple, δήλωσε: «Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ακριβώς μεταβάλλεται η επεξεργασία των λιπιδίων στις εκφυλιστικές ασθένειες του κινητικού νευρώνα είναι απαραίτητη για να μπορέσουμε να αναπτύξουμε πιο αποτελεσματικά διαγνωστικά εργαλεία και θεραπεία για μια μεγάλη ομάδα ασθενειών που έχουν τεράστιο αντίκτυπο στη ζωή των ανθρώπων. Η εύρεση αυτού του γονιδίου είναι άλλο ένα σημαντικό βήμα προς αυτούς τους σημαντικούς στόχους».