חשיפת תפקידה של השבתת גנים במחלות אנושיות

עבודה חדשה של חוקרי קולומביה הפכה את עקרון ספר הלימוד של גנטיקה על ראשה וחשפה מדוע אנשים מסוימים הנושאים גנים גורמי מחלות אינם חווים תסמינים.

כל סטודנט לביולוגיה לומד שכל תא בגופנו (למעט זרע וביצית) מכיל שני עותקים של כל גן, אחד מכל הורה, ולכל עותק יש חלק שווה בתא.

המחקר החדש מראה שתאים מסוימים מוטים לעתים קרובות כשמדובר בגנים מסוימים ומשביתים עותק של אחד ההורים. התופעה התגלתה לפני כעשור, אך המחקר החדש מראה כיצד היא יכולה להשפיע על תוצאות המחלה. חוקרי קולומביה בחנו תאי חיסון מסוימים של אנשים רגילים כדי לקבל אומדן של התופעה ומצאו כי תאים אלה השביתו את העותק האימהי או האבהי של גן עבור אחד מכל 20 גנים שנוצל על ידי התא.

"זה מרמז שיש יותר פלסטיות ב-DNA שלנו ממה שחשבנו קודם", אומר מנהיג המחקר דושאן בוגונוביץ', פרופסור לאימונולוגיה ילדים במכללת הרופאים והמנתחים של אוניברסיטת קולומביה ואגלוס.

אז בחלק מהתאים בגוף שלך כל גן 20 יכול להיות קצת יותר אמא, קצת פחות אבא, או להיפך. וכדי להסתבך עוד יותר, זה יכול להיות שונה בתאי דם לבנים מאשר בתאי כליה, ואולי זה יכול להשתנות עם הזמן."

דושאן בוגונוביץ', פרופסור, אימונולוגיה ילדים, מכללת ואגלוס לרופאים ומנתחים, אוניברסיטת קולומביה

התוצאות פורסמו ב-1 בינואר בכתב העת Nature.

למה זה חשוב

המחקר החדש מסביר חידה ארוכת שנים ברפואה: מדוע אנשים מסוימים שירשו מוטציה שגורמת מחלה חווים פחות תסמינים מאחרים עם אותה מוטציה? "בהרבה מחלות, נראה ש-90% מהאנשים שנושאים מוטציה חולים, אבל 10% שנושאים את המוטציה לא חולים בכלל", אומר בוגונוביץ', מדען שחוקר ילדים עם הפרעות אימונולוגיות נדירות ב- המרכז הרפואי של אוניברסיטת קולומביה אירווינג.

החוקרים גייסו צוות בינלאומי של משתפי פעולה, ובחנו מספר משפחות עם הפרעות גנטיות שונות המשפיעות על מערכת החיסון שלהן. בכל אחד מהמקרים, העותק הגורם למחלה היה סביר יותר להיות פעיל בחולים חולים ומדוכא בקרב קרובי משפחה בריאים שירשו את אותם גנים.

"הייתה ספקולציות שההטיה הזו כלפי עותק זה או אחר יכולה להסביר הבדלים נרחבים בחומרת מחלה גנטית, אבל עד עכשיו לא היו קיימות ראיות ניסיוניות", אומר בוגונוביץ'.

למרות שהעבודה הנוכחית הסתכלה רק על תאי חיסון, בוגונוביץ' אומר שההטיה הסלקטיבית עבור העותק האימהי או האבהי של גן השפיעה יותר מסתם גנים הקשורים למערכת החיסון. "אנחנו לא רואים העדפה לגנים חיסוניים או לכל סוג אחר של גנים, אז אנחנו חושבים שהתופעה הזו יכולה להסביר את השונות הרחבה בחומרת המחלה שאנו רואים עם מצבים גנטיים רבים אחרים", הוא אומר, ומוסיף "זה יכול להיות רק קצה הקרחון".

התופעה יכולה לעזור להסביר מחלות עם התלקחויות, כמו זאבת, או כאלה שמופיעות בעקבות טריגרים סביבתיים. זה יכול גם לשחק תפקיד בסרטן.

לשנות את עתיד הטיפולים במחלות גנטיות?

ממצאי המחקר מצביעים על פרדיגמה חדשה לחלוטין לאבחון ואולי אף לטיפול במחלות תורשתיות.

החוקרים מציעים להרחיב את האפיון הסטנדרטי של מחלות גנטיות כך שיכלול את ה"טרנסקריפטוטיפים" של החולים, דפוסי פעילות הגנים שלהם, בנוסף לגנוטיפים שלהם.

"זה משנה את הפרדיגמה של בדיקה מעבר ל-DNA שלך ל-RNA שלך, שכפי שהראינו במחקר שלנו, אינו שווה בכל סוגי התאים ויכול להשתנות עם הזמן", אומר בוגונוביץ'.

אם החוקרים יוכלו לזהות את המנגנונים העומדים מאחורי השבתת גנים סלקטיבית, ייתכן שהם יוכלו גם לטפל במחלות גנטיות בדרך חדשה, על ידי החלפת דפוס ביטוי הגנים של המטופל כדי לדכא את העותק הלא רצוי. בעוד שהוא מדגיש שאסטרטגיות כאלה עדיין רחוקות משימוש קליני, בוגונוביץ' אופטימי: "לפחות בתרבית תאים במעבדה אנחנו יכולים לעשות את זה, אז מניפולציה בדרך זו היא משהו שעלול להפוך מחלה גנטית של מישהו ללא מחלה, בהנחה שאנו מצליחים".