Ученые из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике первыми использовали метод генной инженерии для создания клеток мозга из клеток крови людей в семье из трех поколений с синдромом Туретта, чтобы помочь определить, что вызывает болезнь.
"Это так важно для будущих исследований болезни Туретта и других психоневрологических расстройств, потому что до того, как эта методика была открыта, мы не могли изучать нервные клетки головного мозга живых пациентов," сказал Джей Тишфилд, старший автор исследования, опубликованного в журнале Molecular Psychiatry, и заслуженный профессор генетики Макмиллан. "Я думаю, что этот метод поможет нам лучше понять, какие гены вызывают это заболевание. Кроме того, эти клетки можно использовать для скрининга лекарств, которые могут быть эффективными для лечения."
Хотя этот метод, за который в 2012 году были присуждены Нобелевские премии открывшим его японским и британским ученым, использовался для исследования генетической связи других психических или неврологических заболеваний, таких как шизофрения и болезнь Лу Герига, в исследованиях он не использовался. причина синдрома Туретта, для которой нет точного лечения и которая еще не может быть диагностирована генетическим тестированием.
Тишфилд, докторант Навей Сун и их коллеги преобразовали клетки крови членов одной семьи, тех, у кого была болезнь Туретта, и тех, у кого нет, в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки или iPS-клетки, которые затем были преобразованы в нервные клетки головного мозга. Плюрипотентные стволовые клетки способны превращаться во взрослые клетки любого типа – от клетки сердечной мышцы до нервной клетки – и дают ученым возможность изучать наследственные заболевания в тканях, которые наиболее поражены.
Посредством секвенирования всего белка, кодирующего ДНК многих членов этой большой семьи, группа Рутгерса пришла к выводу, что наблюдаемое расстройство Туретта и обсессивно-компульсивное расстройство, вероятно, были связаны с мутацией в гене PNKD, которая присутствовала у членов семьи с диагнозом.
Ученые обнаружили, что специфическая для мозга форма белка PNKD присутствует на более низких уровнях у людей с синдромом Туретта из-за мутации, и полагают, что, хотя это может быть не так у большинства людей с синдромом Туретта, это причина для этой конкретной семьи. По словам Тишфилда, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить, как такая мутация может вызывать эти расстройства.
"Что мы смогли показать, так это сбой в работе гена и то, как его нарушение может вызвать синдром Туретта," сказал Тишфилд. "По мере продвижения вперед мы можем найти другие семьи с такой же генетической мутацией."
Синдром Туретта – расстройство, характеризующееся как голосовыми, так и телесными тиками, – связано с проблемами в базальных ганглиях, части мозга, отвечающей за произвольный моторный контроль, процедурное обучение и движение глаз, а также за когнитивные и эмоциональные функции. Он характеризуется гримасой, морганием глаз и пожиманием плечами и часто сопровождается сопутствующими состояниями, такими как депрессия, обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) или синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ).
В Соединенных Штатах каждый 100–150 человек страдает синдромом Туретта, причем мужчины страдают от трех до пяти раз чаще, чем женщины. По оценке Рутгерса и других ученых, участвовавших в этом исследовании, существует около 400 генов, в которых мутация может повысить риск развития расстройства Туретта.
Рутгерса, где находится центр Центра синдрома Туретта в штате Нью-Джерси (NJCTS) & Репозиторий совместного использования ДНК в сотрудничестве с Национальным институтом психического здоровья и ресурсами геномики делает генетический материал и клетки доступными для исследователей со всего мира, изучающих болезнь Туретта.