Синдром на Даун: Основната причина може би е допълнителната ДНК, а не тризомията

Синдромът на Даун се свързва с наличието на една допълнителна хромозома 21. Затова изследванията обикновено разглеждат именно нейната роля за развитието на генетичното заболяване. Учени от Германия и САЩ обаче твърдят, че, при наличие на допълнителна хромозома, ефектът върху клетките не зависи толкова от това коя точно е тя, а от съществуващата допълнителна ДНК*.

Заключенията им са публикувани в края на 2022 г. в списание „American Journal of Human Genetics“.

„Ако искаме да добием по-пълна представа за фенотиповете на болестта, не бива да се фокусираме върху един-единствен ген само защото го откриваме в допълнителната хромозома“, отбелязва водещият автор Мария Кривега, експерт по развитие на биологията към университета в Хайделберг.

По време на ранната ембриогенеза всяка клетка притежава допълнителна хромозома, но нейната ДНК започва да се дели по двойки в рамките на седмица. Когато процесът не протича по правилния начин, често ембрионът умира. Ако оцелее с въпросната допълнителна ДНК, се развива синдром на Даун.

Учените изследват цялата клетка, за да хвърлят повече светлина върху тези синдроми. Кривега и екипът й смятат, че фенотиповете при синдром на Даун се формират не само в резултат на по-голямото количество гени в хромозома 21, но и на цялостния ефект от промените в нея.

Клетките са с нарушени функции, без значение коя хромозома има трето копие

Експертите анализират публикувани бази данни за протеините и РНК на хора със синдрома и ги сравняват с изкуствено създадени клетки с тризомии (наличие на три, а не две копия на дадена хромозома) 3, 5, 12 и 21. Оказва се, че функцията на клетките да размножават и съхраняват своята ДНК е нарушена, без значение от кой вид е допълнителната хромозома.

Кривега добавя: „Искахме да разберем защо клетки с нарушен хромозомен състав, наричани още анеуплоидни, все пак оцеляват. Лично за мен бе много важно да проверя дали живи анеуплоидни ембрионни клетки имат сходства например с анеуплоидни ракови клетки или с клетъчни линии, получени в лабораторни условия.“

Международният екип открива още, че адаптивната имунна система на Т-клетките е недоразвита във всички клетки, докато в същото време вродената имунна система изглежда свръхактивна. Според авторите на проучването това най-вероятно е следствие от общите промени в хромозомата. Те се надяват да разширят периметъра на работата си и да обхванат някои автоимунни заболявания като болест на Алцхаймер и остра левкемия, при които се наблюдава тризомия на хромозома 8 или 21.

* Consequences of chromosome gain—a new view on trisomy syndromes. American Journal of Human Genetics. 2022.