Matične ćelije krvi zdravih ljudi nose velike hromozomske promene, što sugeriše da smo svi genetski mozaici, prema novoj studiji EMBL-a i Centra Maks Delbrik.
U studiji koju su vodili Jan Korbel u Evropskoj laboratoriji za molekularnu biologiju (EMBL) i Ešli Sanders sa berlinskog Instituta za biologiju medicinskih sistema Centra Maks Delbrik (MDC-BIMSB), istraživači su otkrili da otprilike jedna od 40 ćelija koštane srži ljudi nose masivne hromozomske promene – varijacije broja kopija i hromozomske preuređenja, na primer – bez izazivanja bilo kakve očigledne bolesti ili abnormalnosti.
Pored toga, uzorci ćelija od ljudi starijih od 60 godina imaju tendenciju da imaju veći broj ćelija sa takvim genomskim izmenama, što ukazuje na ranije neidentifikovan mehanizam koji može doprineti bolestima povezanim sa starenjem. Studija je objavljena u časopisu Nature Genetics.
„Studija naglašava da smo svi mi mozaici“, rekao je Korbel, koji je viši naučnik u jedinici za biologiju genoma i šef nauke o podacima u EMBL Heidelbergu. „Čak i takozvane normalne ćelije nose sve vrste genetskih mutacija. Na kraju krajeva, to znači da postoji više genetskih razlika između pojedinačnih ćelija u našim telima nego između različitih ljudskih bića.“
I Korbel i Sanders, vođa grupe u Centru Maks Delbrik, proučavaju kako genetske strukturne varijacije – delecije, duplikacije, inverzije i translokacije velikih delova ljudskog genoma – doprinose razvoju bolesti.
U oblasti raka, dobro je poznato da genetske mutacije mogu da dovedu do toga da ćelije rastu van kontrole i dovedu do formiranja tumora, objasnio je Sanders. „Primenjujemo slične koncepte da bismo razumeli kako se razvijaju nekancerozne bolesti“, dodala je ona.
Otkriće je omogućila tehnologija sekvenciranja jedne ćelije pod nazivom Strand-sek, jedinstvena tehnika sekvenciranja DNK koja može otkriti suptilne detalje genoma u pojedinačnim ćelijama koje je previše teško otkriti drugim metodama. Sanders je pionir u razvoju ove tehnologije. Kao deo svog doktorskog istraživanja, pomogla je u razvoju Strand-sek protokola, koji je kasnije usavršavala sa kolegama dok je radila kao postdoktorant u Korbelovoj laboratoriji.
Strand-sek omogućava istraživačima da otkriju strukturne varijante u pojedinačnim ćelijama sa boljom preciznošću i rezolucijom nego što to dozvoljava bilo koja druga tehnologija sekvenciranja, rekao je Sanders. Tehnologija je dovela do potpuno novog razumevanja genetskih mutacija i sada se široko koristi za karakterizaciju genoma i za pomoć u prevođenju nalaza u klinička istraživanja.
„Samo shvatamo da, suprotno onome što smo naučili u udžbenicima, svaka ćelija u našem telu nema potpuno isti DNK“, rekla je ona.
Studija predstavlja prvi put da je neko koristio tehnologiju Strand-sek za proučavanje mutacija u DNK zdravih ljudi. Istraživači su uključili biološke uzorke iz niza starosnih grupa — od novorođenčeta do 92-godišnjaka — i pronašli su mutacije u matičnim ćelijama krvi, koje se nalaze u koštanoj srži, kod 84% učesnika studije, što ukazuje da su velike genetske mutacije su veoma česte.
„Prosto je neverovatno koliko heterogenosti postoji u našim genomima koja je do sada ostala neotkrivena“, rekao je Sanders. „Šta to znači u smislu kako definišemo normalno starenje ljudi i kako to može uticati na vrste bolesti koje dobijamo je zaista važno pitanje za ovu oblast.“
Studija je takođe otkrila da kod ljudi starijih od 60 godina, ćelije koštane srži koje nose genetske promene imaju tendenciju da budu u izobilju, sa populacijama specifičnih genetskih varijanti ili podklonova, češćim od drugih. Često prisustvo ovih podklonova ukazuje na moguću vezu sa starenjem.
Ali nije poznato da li se mehanizmi koji sprečavaju podklonove da se proliferiraju pokvare kako starimo, ili da li samo širenje podklonova doprinosi bolestima starenja, nije poznato, rekao je Korbel. „U budućnosti, naše studije o pojedinačnim ćelijama treba da nam daju jasniji uvid u to kako ove mutacije koje su ranije bile neprimećene utiču na naše zdravlje i potencijalno doprinose tome kako starimo.“
