U prvoj studiji koja je koristila sekvenciranje celog genoma za ispitivanje tandemskih ponovljenih ekspanzija u srčanim stanjima, naučnici iz Bolnice za bolesnu decu (SickKids) postavili su temelje za rano otkrivanje i buduće precizne terapije za kardiomiopatiju.
Kardiomiopatija je nasledno stanje srca koje pogađa do jednog od 500 osoba. Stanje utiče na strukturu i funkciju srca i na kraju može dovesti do srčane insuficijencije.
Studija koju je vodio SickKids, objavljena u eBioMedicine, pokazuje da se tandem ponavljanja – oblik genetske varijacije – češće širi kod osoba sa kardiomiopatijom i može izazvati 4% slučajeva. Poznato je da tandemske ekspanzije ponavljanja (TRE) doprinose nastanku preko 60 stanja, često sa naslednom komponentom.
„Ranije je stepen uključenosti TRE u kardiomiopatiju bio nejasan“, kaže ko-voditelj studije dr Rajan Juen, viši naučnik u programu genetike i biologije genoma. „Sada znamo još jedan način da identifikujemo one koji imaju veći rizik od razvoja stanja, što bi na kraju moglo pomoći kliničarima da dijagnostikuju pacijente ranije.“
Istraživački tim je takođe otkrio korelaciju između TRE u genu DIP2B i većeg rizika od razvoja kardiomiopatije. Otkrivanje ove tačne lokacije TRE-ova moglo bi pomoći u razvoju preciznih terapija u sklopu Precision Child Health-a, pokreta u SickKids-u za pružanje individualne nege za svakog pacijenta.
„Što bolje razumemo genetiku stanja, naši tretmani mogu postati precizniji, informišući o nezi ljudi sa kardiomiopatijom i mnogim drugim stanjima sa genetskom komponentom“, kaže dr. Seema Mital, viši naučnik u genetici i Program biologije genoma, kardiolog osoblja u Odeljenju za kardiologiju i šef kardiovaskularnih istraživanja u SickKidsu.
Tim je ispitao genome 1.200 ljudi sa kardiomiopatijom. U poređenju sa učesnicima studije bez istorije srčanih oboljenja, Juenov tim je otkrio da su tandem ponavljanja koja su retko proširena kod ljudi prisutnija kod osoba sa kardiomiopatijom.
Istraživači su primetili tandem ponavljanja u genima koji prvenstveno utiču na srce – posebno u levoj komori, koja je odgovorna za pumpanje krvi zasićene kiseonikom u telo.
Tim je takođe primetio da deca roditelja sa kardiomiopatijom imaju veće TRE, fenomen poznat kao „genetsko iščekivanje“. Kada TRE postanu veći, postoji veća verovatnoća da će funkcija gena biti poremećena. Veći TRE takođe mogu dovesti do ranijeg početka i oštrijih simptoma, zbog čega naučnici istražuju kako da ublaže njihov rast.
„Naš krajnji cilj je da vidimo da li postoji način da zaustavimo ili preokrenemo ove ekspanzije kako bismo poboljšali ishode pacijenata“, kaže Juen. „Razumevanjem mehanizma iza TRE, mogli bismo pomoći u smanjenju njihovog genetskog uticaja.“
Nove računarske metode razvijene u Juenovoj laboratoriji i Centru za primenjenu genomiku (TCAG) u SickKidsu omogućile su timu da u potpunosti ispita podatke o sekvenci genoma kako bi locirao tačno gde i koliko su TRE bili veliki u genomu osobe.
„Sa sekvenciranjem celog genoma, možemo da pogledamo TRE u celom genomu kako bismo dobili potpuniju sliku o genetskoj predispoziciji osobe“, kaže dr Aleksandra (Saša) Mitina, postdoktorski saradnik u Juenovoj laboratoriji i prvi autor studije.
Koristeći ovu tehnologiju, Juenovo buduće istraživanje će primeniti slične metode za istraživanje regiona genoma koji bi mogli pomoći naučnicima da razviju tretmane za stanja izvan kardiomiopatije.
