Два редких заболевания, вызванных неисправным геном, который вызывает судороги или непроизвольные движения у детей в возрасте нескольких дней, заставили ученых искать ответы и лучшие варианты лечения.
Исследователи из Университета штата Мичиган ближе к пониманию источника, гена, известного как GNAO1, и возможных преобразований, которые потенциально могут предотвратить его разрушительные эффекты, обнаружив ключевые различия в способах его функционирования.
Ген-изгой, связанный с эпилепсией и двигательными расстройствами, является виновником двух недавно выявленных состояний, называемых ранней детской эпилептиформной энцефалопатией, или EIEE17, и расстройством нервного развития с непроизвольными движениями, или NEDIM.
Оба серьезно меняют жизнь детей, которых они затрагивают.
"Наши результаты теперь показывают нам, какие мутации GNAO1 вызывают EIEE17, который является особой формой эпилепсии, и которые вызывают двигательные расстройства, такие как NEDIM," сказал Рик Нойбиг, профессор фармакологии и токсикологии МГУ, который помог провести исследование. "Эта работа действительно поможет нам лучше понять эти два редких состояния."
Дети с этим заболеванием либо не могут ходить и есть из-за неконтролируемых движений, либо не могут прожить день без судорог или припадков. Некоторые могут страдать от всех этих эффектов.
Ген GNAO1, или субъединица G-белка альфа-O1, производит белок, который передает сигналы извне нервной клетки внутрь. В мозгу нервы общаются, испуская химические сигналы или нейротрансмиттеры, которые идут к другому нерву и либо стимулируют его, либо сдерживают.
В рамках финансируемого из федерального бюджета исследования было изучено 15 человеческих мутаций в клетках этого гена и обнаружено, что некоторые из сигналов, которые он передавал другим нервам, были намного сильнее и могли вызывать неконтролируемое движение частей тела. Они были идентифицированы как мутации с усилением функции или мутации GOF.
Другие мутации привели к тому, что сигналы стали слабее или полностью отсутствовали, что привело к нарушению функции нервов, что могло спровоцировать судороги. Они были классифицированы как LOF или мутации с потерей функции.
"Теперь мы можем понять эти мутации, которые мы наблюдаем у детей," Нойбиг сказал. "Наши результаты предсказывают, что препараты, блокирующие слишком сильные сигналы, могут помочь при двигательном расстройстве, в то время как препараты, усиливающие более слабые сигналы, могут помочь этим пациентам с эпилепсией."
До сих пор ученые и врачи изо всех сил пытались понять эти различия, заставляя их гадать о вариантах лечения. Согласно Нойбигу, известно 33 мутации GNAO1; около половины вызывают эпилепсию, а другая половина – двигательные нарушения.
"Несмотря на то, что каждый день обнаруживается все больше и больше мутаций GNAO1, они все еще редки, менее одной из 1000," Нойбиг сказал. "Сейчас мы начинаем использовать мышей, которые будут нести человеческие мутации, связанные с обоими заболеваниями."
Он сказал, что новый метод исследования под названием CRISPR, который расшифровывается как Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, позволит его команде протестировать существующие лекарства на мышах с различными человеческими мутациями и попытаться определить конкретный препарат, который может воздействовать на конкретную мутацию, предлагая лучшие методы лечения.
"Мы также работаем над организацией исследований на людях, чтобы лучше понять двигательное расстройство, которое также может быть у некоторых из этих детей," Нойбиг сказал.
Исследование теперь опубликовано в Интернете в неврологии, медицинском журнале Американской академии неврологии, и финансировалось Национальным институтом здоровья.