Совместная группа ученых во главе с Центром индивидуализированной медицины клиники Майо обнаружила 15 дополнительных генетических мутаций в гене KCNK9, которые вызывают синдром развития нервной системы. Симптомы расстройства варьируются от речевых и двигательных нарушений до поведенческих аномалий, умственной отсталости и отличительных черт лица.

«До сих пор было известно, что только одно генетическое изменение в гене KCNK9 вызывает заболевание, называемое синдромом импринтинга KCNK9. В нашем исследовании описано 15 новых генетических изменений», — говорит Марго Кузин, доктор философии, исследователь трансляционной геномики в Центре исследований клиники Майо. Индивидуальная медицина и ведущий автор исследования.

Благодаря новому исследованию, опубликованному в журнале Genome Medicine , 21 семья с генетическим вариантом KCNK9 получила окончательный генетический диагноз. Хотя специфического лечения синдрома импринтинга KCNK9 не существует, доктор Кузин говорит, что открытие ее команды может направить терапевтическое развитие.

«Теперь мы можем предоставить большему количеству пациентов ответ на первопричину их болезни, что является наиболее важным первым шагом к поиску лекарства», — говорит доктор Кузен.

Ген KCNK9 предоставляет инструкции для создания специализированного транспортного белка под названием TASK3, который регулирует активность нейронов в головном мозге. Синдром импринтинга KCNK9 возникает при мутации копии гена, унаследованного от матери. Ген от отца всегда замалчивается.

Патогенный вариант гена KCNK9 изменяет канал белка TASK3, что нарушает нормальное развитие нейронов. Когда белковый канал TASK3 функционирует должным образом, он поддерживает способность клетки генерировать электрические сигналы и регулировать активность клеток.

Для исследования доктор Казин и ее команда проанализировали генетические варианты и симптомы заболевания, включая уникальные черты лица, у 47 человек с мутациями в KCNK9, связанными с синдромом импринтинга KCNK9. Участники исследования были набраны из больниц или клиник США, Великобритании, Германии, Италии, Франции, Нидерландов, Канады и Сингапура.

«Затем мы определили влияние генетических вариантов на белок, кодируемый геном KCNK9, калиевый канал TASK3. Для этого мы использовали компьютерные и клеточные методы для измерения изменений в функционировании канала TASK3. результат каждого варианта», — объясняет доктор Кузен. «Мы смогли показать, что эти генетические мутации по-разному влияют на ток, проходящий через канал TASK3, но больше всего изменили то, как белок канала регулируется организмом».

Доктор Казин говорит, что успехи в секвенировании генома и способность интерпретировать огромные объемы данных, полученных с помощью мультиомных технологий, ускоряют открытие генов, вызывающих болезни. Технологии Omics включают обнаружение генов , геномику; матричная РНК, транскриптомика; белки, протеомика; и метаболиты, метаболомика.

«Не так давно открытие единственного генетического варианта было провозглашено важной вехой», — говорит доктор Кузин. «Теперь мы можем осветить спектр генетических изменений в гене, чтобы полностью понять точные механизмы заболевания».

Д-р Казин подчеркивает, что по мере того, как геномные технологии становятся все более широко используемыми в клинической практике, выявление генетической изменчивости больше не является узким местом.

«Задача, которая остается, состоит в том, чтобы идентифицировать людей с похожими генетическими вариациями и проявлениями заболеваний, а затем решить механизм, с помощью которого эти генетические изменения вызывают заболевание с помощью междисциплинарного опыта», — говорит доктор Кузен.