Недавно выявленное генетическое заболевание вызывает диабет у некоторых новорожденных, нарушая работу клеток, вырабатывающих инсулин. Открытие также связывает диабет с заболеваниями головного мозга, что дает новые сведения о том, как начинается это заболевание. Фото: Shutterstock
Используя передовые методы секвенирования ДНК и усовершенствованную модель исследования стволовых клеток, международная группа ученых выявила ранее неизвестную форму диабета, которая поражает младенцев. Это открытие проливает новый свет на то, как клетки, вырабатывающие инсулин, могут выходить из строя в раннем возрасте.
Исследование проводилось медицинской школой Эксетерского университета в сотрудничестве со Свободным университетом Брюсселя (ULB) в Бельгии и другими международными партнерами. Совместными усилиями команда установила, что мутации в гене под названием TMEM167A ответственны за этот редкий тип неонатального диабета.
Генетические признаки раннего развития диабета
У некоторых младенцев диабет развивается в течение первых шести месяцев жизни. Более чем в 85 процентах случаев это заболевание вызвано наследственными изменениями в ДНК. В новом исследовании ученые обследовали шестерых детей, у которых был не только диабет, но и неврологические заболевания, такие как эпилепсия и микроцефалия.
Команда обнаружила, что у всех шестерых детей были общие мутации в одном и том же гене, TMEM167A. Это указывает на единую генетическую причину, лежащую как в основе метаболических, так и неврологических симптомов.
Исследование стволовых клеток показывает, что происходит не так
Чтобы лучше понять, как этот ген влияет на организм, команда профессора Мириам Кноп из ULB использовала стволовые клетки, которые были преобразованы в бета-клетки поджелудочной железы, ответственные за выработку инсулина. Они также применили методы редактирования генов (CRISPR) для изменения гена TMEM167A.
Эксперименты показали, что при повреждении TMEM167A клетки, вырабатывающие инсулин, теряют способность нормально функционировать. Когда внутри клеток накапливается стресс, они активируют внутренние стрессовые реакции, которые в конечном итоге приводят к гибели клеток.
Понимание роли малоизвестного гена
Доктор Элиза де Франко из Университета Эксетера объяснила важность полученных результатов: «Выявление изменений ДНК, вызывающих диабет у младенцев, дает нам уникальный способ найти гены, которые играют ключевую роль в производстве и секреции инсулина. В этом совместном исследовании обнаружение специфических изменений ДНК, вызывающих этот редкий тип диабета у 6 детей, позволило нам прояснить функцию малоизвестного гена TMEM167A, показав, как он играет ключевую роль в секреции инсулина».
Профессор Кноп подчеркнул более широкое значение этого исследования, сказав: «Способность генерировать клетки, продуцирующие инсулин, из стволовых клеток позволила нам изучить, что является дисфункциональным в бета-клетках пациентов с редкими формами, а также с другими типами диабета. Это уникальная модель для изучения механизмов развития заболеваний и тестирования методов лечения».
Почему это открытие имеет значение не только для редких заболеваний
Полученные данные показывают, что ген TMEM167A имеет решающее значение не только для бета-клеток, продуцирующих инсулин, но и для нейронов. В то же время, этот ген, по-видимому, менее важен для многих других типов клеток. Это открытие помогает прояснить биологические этапы, связанные с выработкой инсулина и выживанием клеток.
Исследователи говорят, что их работа может также помочь в изучении более распространенных форм диабета, от которого в настоящее время страдают почти 589 миллионов человек во всем мире.
Подробности о финансировании и публикации
Исследование получило поддержку от Diabetes UK, Европейского фонда по изучению диабета и фонда Novo Nordisk, Фонда ULB, FNRS, FRFS-WELBIO, Исследовательского фонда Фландрии (FWO) и программы Excellence of Science (EOS). Доктор Де Франко работает при поддержке Центра биомедицинских исследований NIHR в Эксетере.
Исследовательская работа называется «Рецессивные варианты TMEM167A вызывают неонатальный диабет, микроцефалию и эпилептический синдром» и опубликована в Журнале клинических исследований.