Дослідники з Національного інституту охорони здоров’я виявили нове неврологічне захворювання, яке характеризується проблемами з координацією рухів та промовою. Вони повідомляють про свої результати в журналі npj Genomic Medicine.
Вчені з Національного дослідного інституту геному людини NIH (NHGRI) та Програми недіагностованих захворювань (UDP) виявили трьох дітей із цим захворюванням, двох братів і сестер і неспоріднену дитину. У всіх трьох дітей були проблеми з координацією рухів і мовлення, а одна дитина мала порушення в мозочку, частини мозку, що бере участь у складних рухах серед інших функцій. Крім того, всі діти мали мутації в обох копіях гена ATG4D.
ATG4D допомагає в процесі клітинного домашнього господарства, що називається аутофагією, який клітини використовують для розщеплення та переробки пошкоджених білків та інших дефектних частин клітини, щоб залишатися здоровими. Аутофагія є фундаментальним процесом, який використовується клітинами по всьому тілу, але виживання нейронів особливо залежить від аутофагії. Однак мало що відомо про те, як ATG4D сприяє здоровим нейронам.
Комп’ютерний аналіз передбачив, що мутації ATG4D у трьох дітей продукуватимуть дисфункціональні білки. Однак три інших гени в геномі людини виконують дуже схожі функції з ATG4D, і в деяких клітинах ці інші гени можуть компенсувати втрату ATG4D. Хоча всі клітини в організмі мають один і той же геном, деякі гени більш важливі певних клітин. Коли дослідники вивчали мутації ATG4D у дітей у клітинах шкіри, варіанти не впливали на процес переробки клітин, але це може бути не так у мозку.
«Мозок настільки складний, і нейрони виконують дуже спеціалізовані функції. Щоб відповідати цим функціям, різні нейрони використовують різні гени, тому зміни в надлишкових генах можуть мати серйозні наслідки для мозку. сказала Мей Крістін Малікдан, доктор медичних наук, доктор філософії, науковий співробітник NHGRI та старший автор дослідження.
Щоб імітувати клітини, які переважно залежать від ATG4D, дослідники видалили аналогічні гени в клітинах, вирощених у лабораторії, а потім вставили дитячі мутації ATG4D. Дослідники визначили, що клітини з дитячими мутаціями ATG4D не можуть виконувати необхідні кроки для аутофагії, що вказує на те, що симптоми у дітей, ймовірно, спричинені недостатньою переробкою клітин. Рідкісне захворювання, яке включає зміни в одному гені, може допомогти зрозуміти, як цей ген діє в широкому сенсі важливого клітинного процесу.
Інші компоненти аутофагії беруть участь у поширених неврологічних розладах, таких як хвороба Альцгеймера. Знання цього рідкісного неврологічного розладу може призвести до нових напрямів досліджень про участь ATG4D у більш поширених станах. До лікування ще багато кроків, але, дізнавшись більше про ATG4D та аутофагію, дослідники можуть розробити нові методи лікування цього стану та інших, пов’язаних з шляхами аутофагії.
