Când vine vorba de bolile genetice, există o concepţie eronată larg răspândită conform căreia, dacă un individ moşteneşte gene sănătoase, atunci este sănătos, iar dacă în gena respectivă apar mutaţii, atunci individul se îmbolnăveşte.
Specialiştii spun însă că lucrurile nu funcţionează ca în cazul unui întrerupător on/off, care se poate porni sau opri printr-o simplă răsucire de buton, şi că, cel mai adesea, bolile genetice au grade diferite de activare. În acest caz există un punct critic. Cu doar o singură schimbare biologică în jurul unui prag critic, un individ poate ajunge de la a nu avea niciun simptom la a fi foarte bolnav.
O lucrare publicată pe 26 august în Neuron, de către o echipă de cercetători de la Institutul Salk din California, vine cu noi detalii despre scleroza laterală amiotrofică (SLA), dar poate fi aplicată şi altor tulburări neurologice şi psihiatrice, dar şi unor afecţiuni care implică schimbări la niveluri de expresie genetică, cum ar fi cancerul.
„Studiul nostru este foarte convingător în privinţa reglărilor genetice la nivelul neuronilor. Cercetările pe care le-am făcut pe şoareci se aplică şi oamenilor“, spune prof. Samuel Pfaff, unul dintre autorii lucrării.
Astfel, un număr de gene au fost găsite ca fiind responsabile la pacienţii afectaţi de SLA, o boală a neuronilor motori care duce la paralizie, boală de care a suferit şi Stephen Hawking.
Cercetătorii au descoperit că aceste gene au în comun faptul că participă la producerea de microARN (miARN), molecule cu rol de reglare, care frânează producţia de proteine.
În prima parte a studiului, cercetătorii au analizat datele altor cercetări care identificau nivelurile de microARN la pacienţii cu SLA. Ei au descoperit, în toate cercetările, că o moleculă microARN, denumită miR-218, apărea în cantităţi foarte scăzute la pacienţii cu SLA, chiar dar nu lipsea complet.
Astfel, cercetătorii s-au decis să studieze mai departe care este nivelul minim de miR-218 necesar pentru ca neuronii motori să funcţioneze aşa cum trebuie.
Ei au realizat teste pe şoareci şi au scăzut controlat nivelurile de miR-218, descoperind că există un prag critic, situat între 7% şi 36% din nivelul normal, sub care apare paralizia musculară şi riscul de deces.
Peste pragul de 36%, joncţiunile neuromusculare sunt normale şi sănătoase, dar când scad şi ajung la 7%, deficitele neuromusculare sunt letale.
Continuând cercetările, oamenii de ştiinţă au descoperit că miR-218 reglează funcţia unui număr de aproximativ 300 de gene diferite.
Folosind echipamente de laborator de ultimă generaţie pentru a afla cum influenţează miR-218 diferitele gene, cercetătorii au descoperit că multe dintre acestea codifică proteine implicate în modul în care neuronii motori cresc axonii şi trimit semnalele către muşchi.
Atunci când nivelul miR-218 scade sub 36%, capacitatea acestor neuroni de a trimite semnale muşchilor scade dramatic.
„În loc să acţioneze ca un simplu întrerupător „on/off“, s-a dovedit că miR-218 este mai degrabă un dirijor care conduce o întreagă orchestră de 300 de muzicieni şi, în loc să le spună acestora treptat să estompeze volumul instrumentelor la unison, le spune unora să cânte mai încet, iar altora să se oprească complet. Are un cotrol mult mai dinamic şi mai complex asupra funcţiei genelor decât s-a crezut anterior“, spune Neal Amin, cercetător postdoctoral la Universitatea Stanford.
După ce vor finaliza studiile pe un model animal privind reglarea şi mai fină a nivelurilor de miR-218 specialiştii speră să afle mai multe despre cum aceste mutaţii genetice, care reduc expresia genelor, expun pacienţii la riscul de a dezvolta tulburări ale creierului.
Acest lucru ar putea duce, în cele din urmă, la dezvoltarea unor noi tratamente care să acţioneze eficient la nivelul centrilor biologici unde au loc schimbările care produc aceste boli.
Specialiştii spun că cercetarea are aplicabilitate nu doar pentru scleroza laterală amiotrofică, ci şi pentru alte boli ale sistemului nervos, inclusiv schizofrenia, care a fost, de asemenea, asociată cu modificări ale nivelului de expresie al microARN-ului.
