Международный исследовательский консорциум обнаружил новый ген, лежащий в основе прогрессирующей миоклонической эпилепсии, одной из самых разрушительных форм эпилепсии. Исследование показало, что одна мутация в гене ионного канала калия лежит в основе значительной части нераскрытых случаев. Подсчитано, что мутация переносится сотнями пациентов по всему миру. В исследовании использовались современные технологии секвенирования ДНК, которые произвели революцию в генетических исследованиях редких и тяжелых заболеваний.
Исследование, проведенное учеными из Университета Хельсинки, Финляндия, и университетов Мельбурна и Южной Австралии, выявило новый ген прогрессирующей формы эпилепсии. Результаты этого международного сотрудничества были опубликованы сегодня, 17 ноября 2014 г., в журнале Nature Genetics.
Прогрессирующая миоклоническая эпилепсия (ПМЭ) – редкое, наследственное и обычно начинающееся в детстве нейродегенеративное заболевание, основными симптомами которого являются эпилептические припадки и изнурительные непроизвольные подергивания мышц (миоклонус). Целью международного совместного исследования было выявление основных генетических причин у 84 пациентов с ПМЭ с использованием секвенирования ДНК, нацеленного на кодирующие белковые элементы генома человека.
В целом генетический диагноз был поставлен почти у трети из этих до сих пор нерешенных пациентов. Результаты исследования проливают свет на молекулярно-генетические основы прогрессирующей эпилепсии, что помогает в диагностике и возможных терапевтических вмешательствах. Исследование также показывает, что современные ДНК-технологии обладают мощным потенциалом в анализе основных генетических причин тяжелых заболеваний.
Наиболее важным и неожиданным открытием исследования было то, что единственная мутация в гене KCNC1, кодирующем калиевые каналы, объясняет значительную часть нераскрытых случаев ПМЭ. Мутация была обнаружена в общей сложности у 13 пациентов и не была унаследована от родителей – вместо этого она возникла в зародышевой клетке одного из родителей или в оплодотворенной яйцеклетке. У каждого человека есть десятки этих новых, "de novo", мутации, но они редко вызывают болезни. По оценкам исследователей, эта мутация встречается примерно в 1 из 5.7 миллионов зачатий, что указывает на то, что по крайней мере сотни пациентов могли иметь эту мутацию во всем мире.
"Интересным аспектом этого открытия является то, что эту единственную мутацию можно найти у нескольких пациентов по всему миру. Сайт мутации является примером «горячей точки» генома – нуклеотида ДНК, который более подвержен изменениям", говорит профессор Анна-Элина Лехесйоки, ведущий исследователь исследования в Университете Хельсинки и Исследовательском центре Фолькхелсан, Финляндия.
Новая мутация, выявленная в ходе исследования, нарушает функцию калиевого канала KV3.1, который играет центральную роль в передаче сигналов в головном мозге. Вероятным следствием мутации является уменьшение тормозных сигналов в определенных частях мозга пациента, что делает пациентов предрасположенными к эпилептическим припадкам и миоклонусу, начиная с детства. Кроме того, мутация вызывает дегенерацию мозжечка и незначительное снижение когнитивных функций у некоторых пациентов.
"Тот факт, что мутация происходит в хорошо охарактеризованном ионном канале, дает надежду на разработку таргетной терапии. На рынке есть противоэпилептические препараты, нацеленные на другие аналогичные ионные каналы, и последующие исследования направлены на поиск способа восстановления функции канала у пациентов с ПМЭ", говорит профессор Лехесйоки.
Исследователи проекта подчеркивают важность международного сотрудничества для исследования. "Это исследование показывает силу объединения коллекций образцов и знаний из разных стран", – говорит профессор Сэмюэл Беркович из Мельбурнского университета, который более 20 лет координировал сбор образцов пациентов с участием нескольких центров эпилепсии по всему миру.