Конкретные генетические ошибки, вызывающие врожденные пороки сердца (ВПС) у людей, могут быть надежно воспроизведены у Drosophila melanogaster – обыкновенной плодовой мухи – первого шага к индивидуализированному лечению пациентов в будущем.
"Изучение ВПС у плодовых мушек – быстрый и простой первый шаг к пониманию роли отдельных генов в прогрессировании заболевания," говорит Чжэ Хан, Ph.D., главный исследователь и доцент Центра рака & Иммунологические исследования в Национальной системе здравоохранения детей и старший автор статьи, опубликованной в январе. 20, 2017 в eLife. "Наша исследовательская группа первой описала высокопроизводительную систему валидации in vivo для скрининга генов-кандидатов заболеваний, выявленных у пациентов. Этот подход может способствовать развитию подходов точной медицины к ИБС и другим заболеваниям, связанным с генетическими факторами," Хан говорит.
По данным Национального института здоровья, около 134 гена вызывают ИБС – врожденный дефект, которым страдают 8 из 1000 новорожденных. Исследовательская группа во главе с Ханом использовала высокопроизводительные методы для одновременного изменения активности десятков генов в сердцах мух с целью проверки генов, вызывающих сердечные заболевания.
"Наша команда смогла охарактеризовать влияние этих конкретных генетических изменений на развитие, структуру и деятельность сердца," Хан добавляет. "Развитие человеческого сердца – сложный процесс, в котором необходимо созревать и дифференцироваться ряду разных типов клеток, чтобы создать все структуры в этом важном органе. Точное время этих клеточных действий имеет решающее значение для нормального развития сердца, поскольку нарушения в структуре белков, называемых гистонами, связаны с последующими проблемами с сердцем.".
Из 134 генов, изученных исследовательской группой, 70 вызвали пороки сердца у плодовых мушек, а несколько измененных генов участвуют в модификации структуры гистонов. Количественный анализ нескольких сердечных фенотипов продемонстрировал важную структурную, функциональную и онтогенетическую роли этих генов, включая подгруппу, кодирующую белки, модифицирующие гистон H3K4. Затем ученые подтвердили свою работу, достоверно воспроизведя на мухах эффект конкретных генетических ошибок, выявленных у людей с ИБС.
"Это может позволить исследователям воспроизвести отдельные случаи ИБС, внимательно изучить их в лаборатории и разработать методы лечения, специально предназначенные для этого пациента," он добавляет. "Точные методы редактирования генов могут быть использованы для создания мух, которые будут выражать специфическую генетическую мутацию пациента. Лечение ИБС на уровне ДНК дает возможность прервать текущий цикл передачи генетических мутаций каждому последующему поколению."