Американские ученые открыли новое редкое генетическое заболевание, при котором люди испытывают проблемы с речью и координацией движений. Причиной болезни является нарушение аутофагии — процесса, с помощью которого организм избавляется от ненужных и дефектных белков и целых клеток.
ATG4D — это ген, который принимает участие в аутофагии. В ходе этого процесса организм избавляется от ненужных и дефектных белков и целых клеток. Аутофагия используется клетками всех типов, но она особенно важна для нейронов. Тем не менее о значении ATG4D для нейронов известно мало. Однако в 2015 году было опубликовано исследование, в котором ученые зафиксировали редкое наследственное заболевание у собак породы лаготто-романьоло. У них наблюдалось аномальное поведение, атрофия мозжечка, проблема с координацией движений конечностей и глаз. Тогда причиной болезни назвали мутацию в гене ATG4D.
Теперь ученым удалось обнаружить подобное заболевание и у людей. Они идентифицировали трех детей с подобными симптомами, причем двое из них были родными братьями и сестрами. У всех детей были проблемы с координацией движений и речью, у одного из пациентов также наблюдалось аномальное строение мозжечка. Именно этот отдел мозга отвечает за сложные движения и их координацию. Ученые также показали, что у всех детей была одна и та же мутация в обеих копиях ATG4D. Согласно вычислительному анализу, из-за такой мутации с гена ATG4D считывался неправильный белок.
Однако в геноме есть еще три гена с похожими функциями, и в некоторых клетках они способны компенсировать отсутствие ATG4D. Тем не менее в разных клетках важные функции могут отводиться разным генам. Ученые показали, что в клетках кожи, отобранных у пациентов, мутация ATG4D никак не влияла на процесс аутофагии. Однако в клетках мозга ситуация может быть иной.
Ученые попытались смоделировать клетки, которые больше зависят от ATG4D. Для этого исследователи удалили в культуре клеток три других гена, которые могут компенсировать мутации, а затем внесли мутации в ATG4D. Это нарушило процесс аутофагии, что указывает на то, что причиной болезни пациентов является именно ATG4D.
Ученые отмечают, что подобные редкие заболевания могут стать источником информации о некоторых молекулярных путях в организме. Про ATG4D известно не так много. В то же время результаты работы могут иметь значение и для понимания развития других болезней. Например, болезнь Альцгеймера тоже связана с нарушением аутофагии. Соответственно, ученым предстоит узнать, принимает ли ATG4D участие в развитии каких-то других состояний.
В дальнейшем исследователи планируют продолжить работу с детьми и надеются найти больше пациентов с этим состоянием. Хотя до разработки лекарства еще далеко, более подробное изучение самой болезни поможет приблизить этот момент.
Исследование опубликовано в журнале npj Genomic Medicine.
Текст: Елизавета Перепелица