Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Το σύνδρομο Rett είναι μια σπάνια νευροαναπτυξιακή διαταραχή για την οποία επί του παρόντος δεν υπάρχει θεραπεία. Προκαλεί σοβαρά σωματικά και γνωστικά συμπτώματα, συμπεριλαμβανομένων πολλών που επικαλύπτονται με τη διαταραχή του φάσματος του αυτισμού. Το σύνδρομο Rett προκαλείται από μεταλλάξεις στο γονίδιο MECP2, το οποίο εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό στον εγκέφαλο και φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση υγιών νευρώνων. Το γονίδιο βρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ και το σύνδρομο επηρεάζει κυρίως τα κορίτσια.
Προκειμένου να αναπτυχθούν θεραπείες για το σύνδρομο Rett, οι ερευνητές θέλουν να κατανοήσουν περισσότερα για το MECP2 και τις λειτουργίες του στον εγκέφαλο. Ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του ιδρυτικού μέλους του Ινστιτούτου Whitehead, Rudolf Jaenisch, μελετούσαν το MECP2 για δεκαετίες, και ωστόσο πολλά βασικά στοιχεία για το γονίδιο παρέμειναν άγνωστα. Η πρωτεΐνη MECP2 που κωδικοποιείται από το γονίδιο εμπλέκεται στη γονιδιακή ρύθμιση. συνδέεται με το DNA και επηρεάζει το επίπεδο έκφρασης διαφόρων άλλων γονιδίων—δηλαδή την ποσότητα της πρωτεΐνης που παράγεται από αυτά.
Ωστόσο, οι ερευνητές δεν είχαν πλήρη λίστα με τα γονίδια που επηρεάζει το MECP2, ούτε υπήρχε συναίνεση σχετικά με την επίδραση που έχει το MECP2 σε αυτά τα γονίδια. Η πρώιμη έρευνα στο MECP2 πρότεινε ότι ήταν ένας καταστολέας, που μείωνε την έκφραση των γονιδίων-στόχων του, αλλά η έρευνα του Jaenisch και άλλων είχε βρει προηγουμένως ότι το MECP2 δρα και ως ενεργοποιητής, αυξάνοντας την έκφραση των στόχων του και ότι μπορεί να είναι πρωτίστως ενεργοποιητής. Επίσης άγνωστος ήταν ο μηχανισμός δράσης του MECP2 ή τι κάνει στην πραγματικότητα η πρωτεΐνη που οδηγεί σε αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση.
Οι περιορισμοί στην τεχνολογία είχαν εμποδίσει τους ερευνητές να αποκτήσουν σαφήνεια σε αυτά τα ερωτήματα. Ωστόσο, ο Jaenisch, μεταδιδακτορικός στο εργαστήριό του Yi Liu, και ο απόφοιτος του εργαστηρίου Jaenisch, Anthony Flamier, τώρα επίκουρος καθηγητής στο Ερευνητικό Κέντρο CHU Sainte-Justine στο Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ, έχουν χρησιμοποιήσει τεχνικές αιχμής για να απαντήσουν σε αυτές τις εξαιρετικές ερωτήσεις σχετικά με το MECP2 και αποκτήσει νέες γνώσεις για το ρόλο του στην υγεία και τις ασθένειες του εγκεφάλου.
Τα ευρήματά τους δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Neuron την 1η Μαΐου και οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης ένα διαδικτυακό αποθετήριο των δεδομένων τους MECP2, την πύλη MECP2-NeuroAtlas, ως πηγή για άλλους ερευνητές. “Πιστεύω ότι αυτό το έγγραφο θα αλλάξει δραστικά τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι σκέφτονται για το MECP2 που προκαλεί το σύνδρομο Rett. Έχουμε μια εντελώς νέα κατανόηση του μηχανισμού και αυτό θα μπορούσε να προσφέρει νέους τρόπους προσέγγισης της ανάπτυξης θεραπειών για τη διαταραχή”, λέει ο Jaenisch, καθηγητής βιολογίας στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης.
Αναπτύσσοντας την εικόνα του MECP2 στον εγκέφαλο
Πρώτον, οι ερευνητές δημιούργησαν έναν περιεκτικό χάρτη για το πού δεσμεύεται η αλληλουχία των ανθρώπινων νευρωνικών γονιδίων MECP2, είτε μέσα στα γονίδια είτε στις ρυθμιστικές περιοχές του DNA κοντά τους. Χρησιμοποίησαν μια προσέγγιση που ονομάζεται CUT&Tag που μπορεί να εντοπίσει αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης με το DNA με υψηλή ανάλυση. Οι ερευνητές βρήκαν περισσότερα από τέσσερις χιλιάδες γονίδια συνδεδεμένα με το MECP2. Οι ερευνητές επανέλαβαν τη χαρτογράφηση τους σε νευρώνες με κοινές μεταλλάξεις MECP2 που συνδέονται με Rett, για να προσδιορίσουν πού εξαντλείται το MECP2 σε κατάσταση ασθένειας.
Η γνώση των γονιδίων που δεσμεύει το MECP2 επέτρεψε στον Liu και στον Flamier να αρχίσουν να σχεδιάζουν συνδέσεις μεταξύ των στόχων του MECP2 και της υγείας του εγκεφάλου. Διαπίστωσαν ότι πολλοί από τους στόχους του εμπλέκονται στην ανάπτυξη και λειτουργία νευρωνικών αξόνων και συνάψεων. Συνέκριναν επίσης τη λίστα με τους στόχους MECP2 με τη βάση δεδομένων Simons Foundation Autism Research Initiative (SFARI) για γονίδια που συνδέονται με τον αυτισμό και διαπίστωσαν ότι 381 γονίδια σε αυτή τη βάση δεδομένων στοχεύονται από το MECP2.
Αυτά τα ευρήματα μπορεί να βοηθήσουν στον περιορισμό των μηχανισμών που κρύβουν τα συμπτώματα που μοιάζουν με αυτισμό του συνδρόμου Rett και παρέχουν ένα καλό σημείο εκκίνησης για τη διερεύνηση ενός πιθανού ρόλου του MECP2 στον αυτισμό. «Δημιουργήσαμε τον πρώτο ολοκληρωμένο χάρτη επιγονιδιώματος του MECP2 σε κατάσταση υγείας και ασθένειας και αυτός ο χάρτης μπορεί να καθοδηγήσει τη μελλοντική έρευνα», λέει ο Liu. «Γνωρίζοντας ποια γονίδια στοχεύει το MECP2 και ποια γονίδια απορρυθμίζονται άμεσα στη νόσο, παρέχει μια ισχυρή βάση για την κατανόηση του συνδρόμου Rett και την υποβολή ερωτήσεων σχετικά με τη ρύθμιση των νευρωνικών γονιδίων».
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης εάν το MECP2 φαίνεται να αυξάνει ή να μειώνει την έκφραση των γονιδίων-στόχων του. Σε συμφωνία με το ιστορικό του MECP2 που προσδιορίστηκε από κάποιους ως ενεργοποιητής και άλλοι ως καταστολέας, ο Liu και ο Flamier βρήκαν περιπτώσεις του MECP2 που έπαιζε και τους δύο ρόλους. Ωστόσο, ενώ το MECP2 θεωρείται πιο συχνά ως καταστολέας, οι Liu και Flamier διαπίστωσαν ότι είναι ως επί το πλείστον ενεργοποιητής – επιβεβαιώνοντας προηγούμενα ευρήματα των Jaenisch και Liu. Ένα νέο πείραμα έδειξε ότι το MECP2 ενεργοποιεί τουλάχιστον το 80% των στόχων του και ένα άλλο έδειξε ότι ενεργοποιεί έως και το 88% των στόχων του.
