Промени на два гена в ДНК са причина за диабет при бебетата

Учени от Университета в Ексетър, Англия, откриват, че промените на два гена в ДНК са причина за диабет при бебета. Повечето от изследванията до момента търсят причините за заболяванията в така наречените кодиращи гени, тоест тези, които произвеждат протеини. Настоящото проучване, осъществено от екипа на доц. Елиза Де Франко от Медицинския факултет на Университета в Ексетър, открива нова генетична причина за диабета при бебетата. Става дума за част от генома, която дълго време бива пренебрегвана в генетичните изследвания. Така учените установяват, че причината е в два гена в ДНК, които произвеждат не протеини, а функционални РНК молекули.

Проучването

За целите на проучването екипът използва геномното секвениране, тъй като методът позволява разчитането на всяка една буква в човешката ДНК. Така учените откриват, че промените в два гена -RNU4ATAC и RNU6ATAC, са причина за автоимунен диабет при 19 деца. Бебетата са идентифицирани благодарение на работата на учените от Университета в Ексетър, които извършват безплатно генетични тестове на деца в целия свят, за които се смята че имат генетични форми на диабет.
Неонаталният диабет е рядка форма на заболяването, която се проявява през първите шест месеца от живота на детето. Причината за нея са генетични промени.

Изследователите установяват, че 19-те деца са с автоимунна форма на диабет, при която имунната система атакува произвеждащите инсулин бета-клетки, които регулират кръвната захар. Подобно нещо се случва и при диабет тип 1.

Като използва най-съвременните лабораторни и компютърни методи, екипът анализира прецизно пробите на децата. Наблюденията и задълбочената работа показват, че мутация в два некодиращи гена причинява нарушения в други близо 800 гена, много от които са пряко свързани с имунната система.

„Комбинирането на резултатите от секвенирането с ДНК с подробните анализи на кръвните проби ни предостави много по-задълбочен поглед върху това как тези промени в ДНК се случват вътре в клетката. Това ни помага да разберем как тези промени в ДНК всъщност водят до диабет“, коментира работата един от съавторите д-р Джеймс Ръс-Сълсби.

В статията с резулатите, публикувана в American Journal of Human Genetics, авторите посочват, че за да идентифицират генетични причини за автоимунен диабет и имунна дисрегулация, те извършват геномно секвениране при три бебета с диабет, диагностициран през 13-тата, 17-тата и 36-тата седмица след раждането им. Търсят изключително редки хомозиготни варианти в гени, които не кодират протеини. Така откриват един общ ген, малка ядрена РНК – RNU6ATAC. И трите бебета имат различен хомозиготен вариант на RNU6ATAC. Преди това вариантите на този вид РНК не са докладвани като причиняващи моногенни (болести, които възникват и се дължат на генетичните мутации в един ген).

Изследванията продължават с проверката на съществуващи данни за геномно секвениране от 276 деца с неонатален диабет, открит до шестия месец, или ранен диабет в комбинация с допълнително автоимунно заболяване, открити до 5-тата година. При всички тях са били изключени известни причини за моногенен диабет. Анализът установява още три деца от едно семейство със съставни хетерозиготни варианти в RNU6ATAC. Така общият брой на засегнатите става 7 от 4 семейства.

Следващите изследвания на учените са насочени към това дали биалелните варианти в останалите 64 гена са замесени в етиологията на ранния диабет. „Това идентифицира 7 несвързани индивида с хомозиготви или съставни хетерозиготни варианти в RNU4ATAC“, пишат авторите. След като секвенират този ген при 196 деца с неонатален диабет, причината за който е неизвестна, те откриват още пет деца. Децата с биалелни (свързани с два алела на един и същи ген) вероятно патогенни варианти на RNU4ATAC са 12.

Така общият брой на децата с неонатален диабет, причина за който са мутациите в двата гена на ДНК, които не кодират протеини, е 19 и те са от 16 семейства.

Резултатите и смисълът от проучването

Ръководителката на изследването доц. Елиза Де Франко дава най-краткото и точно описание на резултатите от работата на екипа: „За първи път открихме, че промените в ДНК на гени, които не кодират протеини, причиняват неонатален диабет. Това показва значението им и потенциала им да причиняват заболявания при хората. А тъй като половината от хората с редки заболявания в момента живеят без диагноза, изследването на некодиращата ДНК може да даде отговори на всички с редки заболявания.“

Разбирането на причината за заболяването е потенциална възможност за създаването на нови лечения.

Според друг от авторите на изследването д-р Матю Джонсън, откритието им е важно, защото от него стана ясно, че един или повече от тези 800 гена играят централна роля в развитието на автоимунен диабет.

„Въпреки че състоянието, причинено от тези генетични промени, се среща рядко, то ни предоставя изключителни възможности да изучаваме пътищата, които водят до автоимунни форми на диабет при хората, но и ни дава поглед върху начините, по които може да се развие диабет тип 1“, казва д-р Джонсън.

Един от основните изводи е, че гените, които не кодират протеини, се очертават като критични фактори за етиологията на редките заболявания и предоставят ключови прозрения за човешката биология, но и разкриват нови механизми на неонаталния диабет, подчертават авторите на изследването, което ще бъде представено през месец юни 2026-а по време на конференцията на Европейското дружество по човешка генетика, домакин на която ще бъде Швеция.