Naukowcy z Johns Hopkins Medicine oraz ośmiu innych instytucji z USA, Afryki i Europy poinformowali o zidentyfikowaniu potencjalnego nowego celu genetycznego, który mógłby być edytowany w terapii anemii sierpowatej – dziedzicznej choroby krwi charakteryzującej się występowaniem czerwonych krwinek o kształcie sierpa, powodujących silny ból i skrócenie długości życia.
Nowo odkryty potencjalny cel terapii to gen FLT1, który bierze udział w produkcji hemoglobiny płodowej. Obecność hemoglobiny płodowej jest już znana jako czynnik poprawiający długość życia pacjentów cierpiących na anemię sierpowatą. Naukowcy od dawna poszukiwali sposobów zwiększenia poziomu tej hemoglobiny u większej liczby osób z chorobą sierpowatą – tłumaczy dr Ambroise Wonkam, dyrektor McKusick-Nathans Institute oraz profesor genetyki medycznej w Johns Hopkins University School of Medicine.
Wyniki badań, sfinansowanych przez Narodowy Instytut Zdrowia USA (NIH), opublikowano 1 marca w czasopiśmie „Nature Communications”. Zastosowano w nich technologię badania asocjacji genomowych (GWAS), która pozwala analizować dane dotyczące sekwencjonowania genów w celu znalezienia powiązań pomiędzy wariantami genów a konkretną cechą lub chorobą.
Gen FLT1 to jeden z 14 nowych markerów genetycznych związanych z produkcją hemoglobiny płodowej, które naukowcy zidentyfikowali na podstawie danych GWAS od 3751 osób z anemią sierpowatą. Hemoglobina płodowa transportuje tlen w żyłach i tętnicach u płodów ludzkich, lecz krótko po narodzinach zostaje zastąpiona przez hemoglobinę dorosłych. Anemia sierpowata wpływa jedynie na hemoglobinę dorosłych, powodując jej zlepianie się i deformację erytrocytów. Jak tłumaczy dr Wonkam, utrzymywanie poziomu hemoglobiny płodowej po narodzinach na poziomie powyżej 8% poprzez edycję genów stanowi jedną z kluczowych, możliwych do realizacji metod terapii pacjentów z anemią sierpowatą.
Każdego roku na świecie rodzi się około 300 tys. osób z anemią sierpowatą, większość z nich w Afryce Subsaharyjskiej. W Stanach Zjednoczonych na chorobę cierpi około 100 tys. osób, z których zdecydowana większość to osoby czarnoskóre lub Afroamerykanie. Według Amerykańskiego Towarzystwa Hematologicznego, anemia sierpowata jest najczęstszym dziedzicznym zaburzeniem krwi w USA.
Obecnie dostępne i zatwierdzone przez FDA terapie genowe umożliwiają pacjentom produkcję większej ilości hemoglobiny płodowej, co poprawia jakość życia i zwiększa przeżywalność. Dr Wonkam podkreśla jednak, że terapie te można jeszcze udoskonalić poprzez edytowanie innych wariantów genetycznych.
„Odkrycie nowych wariantów genów, które mogłyby być edytowane w celu leczenia większej liczby pacjentów poprzez zachowanie typu hemoglobiny obecnej przy narodzinach, jest kluczowe dla ratowania większej liczby istnień ludzkich” – wyjaśnia Wonkam.
Alternatywną opcją leczenia anemii sierpowatej są również przeszczepy komórek macierzystych lub szpiku kostnego, jednak nie każdy pacjent kwalifikuje się do takiego zabiegu.
W omawianym badaniu zespół dr. Wonkama użył narzędzi genetycznych do zmapowania kolejnych genów regulujących poziom hemoglobiny płodowej w populacjach osób czarnoskórych z Kamerunu, Tanzanii oraz Stanów Zjednoczonych.
Analizując kompletne genomy 3751 osób z chorobą sierpowatą, naukowcy skoncentrowali się na genach regulujących produkcję hemoglobiny. Dzięki wykorzystaniu narzędzi genotypowania udało się zidentyfikować 14 nowych lokalizacji genów na różnych obszarach genomu. Wśród odkrytych markerów gen FLT1, zlokalizowany na chromosomie 13, wykazał najsilniejszy sygnał ekspresji, co wskazuje na jego istotną rolę w produkcji hemoglobiny płodowej.
„Przed naszym badaniem znaliśmy jedynie 10-20% lokalizacji genowych regulujących produkcję hemoglobiny płodowej u osób pochodzenia afrykańskiego, podczas gdy dla populacji europejskich poznano prawie 50% tego typu genów. Dzięki nowym markerom opisanym w naszym badaniu znamy już 90% genów związanych z produkcją hemoglobiny płodowej u pacjentów afrykańskiego pochodzenia” – podsumowuje dr Wonkam.
Naukowcy planują dalsze badania, aby zbadać na poziomie molekularnym, jak FLT1 współdziała z innymi genami w warunkach obniżonego poziomu tlenu. Chcą także prześledzić, kiedy w ewolucyjnej historii gen FLT1 stał się częstszy w populacjach afrykańskich, co może pomóc w identyfikacji kolejnych potencjalnych celów terapeutycznych.
Źródło: Johns Hopkins Medicine
