Un studiu al unei echipei din Marea Britanie dezvăluie un mecanism molecular unic descoperit la o femeie din Scoţia care nu poate simţi durerea. Descoperirea deschide noi posibilităţi pentru dezvoltarea unor tratamente mai bune, spun oamenii de ştiinţă.
Biologia care stă la baza unei mutaţii genetice rare ce-i permite purtătoarei sale să trăiască practic fără durere, să se vindece mai repede şi să experimenteze niveluri de anxietate şi frică reduse, a fost descoperită de o echipă de la University College London (UCL).
Studiul, acceptat pentru publicare în prestigiaosa publicaţie Brain, urmează unei alte descoperiri a echipei, din 2019, a genei FAAH-OUT şi a mutaţiilor rare care o fac pe Jo Cameron (foto), acum în vârstă de 71 de ani, să nu simtă practic nicio durere, anxietate sau frică.
Femeia şi-a dat seama abia la 65 de ani că este diferită, atunci când medicii au văzut că nu a avut nevoie de analgezice după o operaţie gravă.
Noua cercetare descrie modul în care mutaţia din FAAH-OUT „reduce" expresia genei FAAH, precum şi efectele de activare asupra altor căi moleculare legate de vindecarea rănilor şi starea de spirit.
Se speră că descoperirile vor conduce la noi ţinte de medicamentee şi vor deschide noi căi de cercetare în aceste domenii.
Jo Cameron, care locuieşte în Scoţia, a fost trimisă pentru prima dată la geneticienii de la UCL în 2013, după ce medicul ei a observat că nu a simţit nicio durere după intervenţii chirurgicale majore la şold şi la mână.
După şase ani de căutări, specialiştii au identificat o nouă genă pe care au numit-o FAAH-OUT, care conţinea o mutaţie genetică rară.
În combinaţie cu o altă mutaţie mai comună în gena FAAH, s-a descoperit că aceasta era cauza caracteristicilor unice ale scoţiencei.
Despre zona din genom care conţinea FAAH-OUT se crezuse până acum că este ADN „inutil", care nu are nicio funcţie, dar s-a descoperit că mediază expresia FAAH, o genă care face parte din sistemul endocannabinoid, unul din cele mai importante căi căi neuroreglatorii responsabile de echilibrul organismului, şi care este bine cunoscută pentru implicarea sa în durere, dispoziţie şi memorie.
Aşa-numitul ADN „inutil" (junk-ADN) descrie regiuni ale genomului sau gene necodificatoare care nu creează proteine. Cândva se credea că aceste zone sunt inutile, dar în ultimii ani cercetătorii au început să descopere rolul regiunilor „întunecate" ale genomului în reglarea genelor codificatoare.
În acest studiu, echipa de la UCL a încercat să înţeleagă modul în care funcţionează FAAH-OUT la nivel molecular, primul pas pentru a putea profita de această biologie unică pentru aplicaţii precum descoperirea de medicamente.
Cercetarea a inclus o serie de abordări, inclusiv experimente CRISPR-Cas9 pe linii celulare pentru a imita efectul mutaţiei asupra altor gene, precum şi analiza expresiei genelor pentru a vedea care erau active în căile moleculare implicate în durere, dispoziţie şi vindecare.
Echipa a observat că FAAH-OUT reglează expresia FAAH. Atunci când aceasta este redusă în mod semnificativ ca urmare a mutaţiei purtate de Jo Cameron, nivelurile de activitate ale enzimei FAAH sunt reduse semnificativ.
„Gena FAAH-OUT este doar un mic colţ al unui continent vast, pe care acest studiu a început să-l cartografieze", a declarat dr. Andrei Okorokov (de la facultatea de medicină a UCL), autor principal al studiului.
Pe lângă baza moleculară a absenţei durerii, cercetătorii au identificat căile moleculare care afectează vindecarea rănilor şi starea de spirit, toate influenţate de mutaţia FAAH-OUT.
„În calitate de oameni de ştiinţă, este de datoria noastră să explorăm şi cred că aceste descoperiri vor avea implicaţii importante pentru domenii de cercetare precum vindecarea rănilor, depresia şi multe altele", a precizat medicul.
Autorii au analizat fibroblaste prelevate de la pacienţi pentru a studia efectele axei FAAH-OUT-FAAH asupra altor căi moleculare.
În timp ce mutaţiile pe care Jo Cameron le poartă reduc FAAH, ei au găsit, de asemenea, alte 797 de gene care au fost activate şi 348 care au fost dezactivate.
Printre acestea se numără modificări ale căii WNT, care este asociată cu vindecarea rănilor, cu o activitate crescută a genei WNT16, care a fost asociată anterior cu regenerarea osoasă.
Alte două gene cheie care au suferit modificări au fost BDNF, asociată anterior cu reglarea stării de spirit, şi ACKR3, care ajută la reglarea nivelurilor de opioide.
Aceste modificări genetice pot contribui la nivelul scăzut de anxietate, frică şi durere al scoţiencei.
Descoperirea iniţială a rădăcinii genetice a fenotipului unic al lui Jo Cameron a fost un moment eureka şi extrem de interesant, dar aceste constatări actuale sunt cele în care lucrurile încep să devină cu adevărat interesante", a declarat profesorul James Cox (UCL Medicine), unul dintre autorii principali ai studiului
Înţelegând cu exactitate ce se întâmplă la nivel molecular, cercetătorii pot începe să desluşească biologia implicată, ceea ce deschide noi posibilităţi pentru descoperirea medicamentelor care ar putea avea într-o zi un impact pozitiv de anvergură pentru pacienţi.
(Foto: Jo Cameron, femeia care nu simte durerea - Credit: SWNS).
