DNK je uputstvo za upotrebu našeg tela. Sadrži sve informacije koje su našim ćelijama potrebne da bi proteini i drugi molekuli bili vitalni za naš razvoj, rast i opstanak.
Od roditelja nasleđujemo dve različite vrste DNK: nuklearnu i mitohondrijsku DNK (mtDNK). Nuklearna DNK je jednaka mešavina oba roditelja. mtDNK nasleđujemo samo od naših majki. On kodira osnovne komponente potrebne našim mitohondrijama za proizvodnju energije.
Mitohondrije su elektrane ili baterije naših ćelija. Shodno tome, genetske promene (ili varijante) u sekvenci mtDNK mogu uticati na proizvodnju energije u našim ćelijama.
Genetske varijante se dešavaju prirodno. Većina je bezopasna. Kada su ove varijante štetne, one mogu smanjiti količinu energije proizvedene u našim ćelijama. Gubitak energije može uzrokovati da ćelije koje su posebno zavisne od energije (kao što su naše moždane ćelije ili srčane ćelije) ne funkcionišu dobro ili čak umru. Ovo zauzvrat može dovesti do pojave bolesti kao što su Alchajmerova i Parkinsonova bolest.
Parkinsonova bolest je neizlečiva bolest koja pogađa nervne ćelije u mozgu. Ove ćelije zahtevaju mnogo energije. Oni obično proizvode hemikaliju zvanu dopamin koja pomaže u regulisanju naših pokreta i emocionalnih reakcija. Kod osoba sa Parkinsonovom bolešću ove nervne ćelije umiru i u mozgu se ne proizvodi dovoljno dopamina. Kao rezultat toga, ljudi sa Parkinsonovom bolešću doživljavaju simptome koji utiču na njihove fizičke pokrete (drhtanje u mirovanju, gubitak ravnoteže), kao i na njihovo raspoloženje i emocije (depresija).
Naše razumevanje Parkinsonove bolesti je daleko od potpunog, posebno u različitim društvima kao što je Južna Afrika. Ali istraživači sada veruju da je u većini slučajeva Parkinsonova bolest uzrokovana složenom interakcijom između genetskih (genetskih varijanti) i faktora sredine (na primer, izloženost toksinima iz životne sredine). Ovi faktori verovatno ometaju zdravo funkcionisanje neurona u mozgu koji proizvode dopamin.
Identifikovanje potencijalnih genetskih varijanti koje utiču na rizik od Parkinsonove bolesti ključno je za bolje razumevanje bolesti. To bi takođe moglo pomoći u razvoju boljih, ciljanijih tretmana koji su efikasni u lokalnoj populaciji, kao iu dobro proučenoj evropskoj ili azijskoj populaciji.
Naša istraživačka grupa ima za cilj da otkrije genetske faktore koji doprinose Parkinsonovoj bolesti u raznolikoj lokalnoj populaciji Južne Afrike. Prethodna istraživanja su otkrila da se genetski faktori rizika verovatno razlikuju među populacijama.
Tokom ljudske evolucije, genetske varijante su se prenosile sa jedne generacije na drugu, zajedno sa novim iz svake generacije. Ovo je omogućilo našoj mtDNK da akumulira mnogo genetskih varijanti. Akumulacija takvih genetskih varijanti u majčinim linijama dovela je do formiranja takozvanih haplogrupa (označenih slovima) ili genetskog porekla po majci. Ljudi koji pripadaju istoj haplogrupi dele zajednički skup varijanti mtDNK.
Nedavni dokazi iz proučavanja Leberove nasledne optičke neuropatije (LHON), bolesti koja utiče na mtDNK i koja rezultira gubitkom vida, sugerišu da uobičajene, inače bezopasne, varijante mtDNK mogu biti štetne ako se pojave „na mestu“ na neuobičajenoj pozadini haplogrupe. .
U nedavnoj studiji, moje kolege i ja smo pretpostavili da bi mitohondrijalna disfunkcija, koja je rezultat „nekompatibilnosti“ uobičajenih varijanti haplogrupa, takođe mogla da igra ulogu u predisponiranju ljudi na češće i složenije bolesti kao što je Parkinsonova bolest.
Ranije se pokazalo da uobičajene varijante mtDNK koje se javljaju „van mesta“ izazivaju mitohondrijalnu disfunkciju. A mitohondrijalna disfunkcija je više puta bila umešana u Parkinsonovu bolest. Na osnovu ovog saznanja, naša istraživačka grupa je krenula da istraži da li takve varijante „neupotrebljive“ mogu doprineti riziku od Parkinsonove bolesti u našoj lokalnoj afričkoj populaciji.
Naša studija je prva koja je istraživala mtDNK kod osoba afričkog porekla koje žive sa Parkinsonovom bolešću. Takođe je prvi koji je istražio ulogu varijanti mtDNK „neupotrebljenih“ u riziku od Parkinsonove bolesti.
Da bismo ovo istražili, sekvencirali smo celu mtDNK pojedinaca sa Parkinsonovom bolešću i zdravih dobrovoljaca bez Parkinsonove bolesti.
Ukupno smo imali dve grupe ljudi sa Parkinsonovom bolešću. Jedna grupa slučajeva afričkog porekla i druga grupa slučajeva evropskog porekla. Dodatno smo imali tri grupe zdravih dobrovoljaca: dve afričkog porekla i jednu evropskog porekla.
Pronašli smo znatno više ljudi afričkog porekla sa Parkinsonovom bolešću koji nose varijante „van mesta“ u poređenju sa zdravim dobrovoljcima iz jedne od dve afričke kontrolne grupe.
Ali nismo videli ovu značajnu razliku kada smo upoređivali slučajeve afričke Parkinsonove bolesti sa drugom afričkom kontrolnom grupom. Takođe nismo primetili ovu razliku kada smo uporedili slučajeve Parkinsonove bolesti evropskog porekla sa evropskim volonterima.
Pomešani rezultati znače da ne možemo sa sigurnošću reći da bi varijacije „van mesta“ mogle biti genetski faktor rizika za Parkinsonovu bolest u lokalnoj populaciji afričkog porekla, ali ne i u evropskoj populaciji. Bilo bi potrebno više studija koje repliciraju naše nalaze da se ovo potvrdi.
Iako nismo mogli da ponovimo naše nalaze u svim našim studijskim grupama, naš jedan značajan nalaz proširuje moguću ulogu varijanti „neupotrebljivih“ u bolesti, od mitohondrijalne bolesti povezane sa mtDNK do Parkinsonove.
Nagađamo da bi varijante koje nisu na mestu mogle izazvati suptilne promene u proizvodnji energije ćelije. Ovo, zajedno sa dodatnim faktorima rizika za Parkinsonovu bolest (na primer, genetske varijante u nuklearnoj DNK ili izloženost toksinima iz životne sredine), može doprineti mitohondrijalnoj disfunkciji koja na kraju dovodi do pojave bolesti.
Ove „neumesne“ varijante se smatraju uobičajenim i smatra se da su manje štetne od retkih. Međutim, naš rad zajedno sa radom drugih, naglašava važnost razmatranja varijanti mtDNK koje nisu na mestu u bolesti, jer ove varijante mogu imati potencijal da nanesu štetu kada se izvuku iz konteksta.
Da bismo efikasno lečili i na kraju izlečili složene bolesti kao što je Parkinsonova bolest, prvo moramo da identifikujemo sve njihove uzroke. Dodatne studije koje potvrđuju varijacije „neupotrebljive“ kao još jedan potencijalni genetski faktor koji doprinosi bolesti, dovode nas korak bliže sastavljanju složene slagalice koja je Parkinsonova bolest.
