Ученые нашли генетическую причину и механизмы, лежащие в основе нового синдрома нервного развития.

Ученые из Университета Северной Каролины в Медицинской школе Чапел-Хилл и их коллеги продемонстрировали, что варианты гена SPTBN1 могут изменять архитектуру нейронов, резко влияя на их функции и приводя к редкому, недавно определенному синдрому развития нервной системы у детей.

Дамарис Лоренцо, доктор философии, доцент кафедры клеточной биологии UNC и член Центра нейробиологии UNC Медицинской школы UNC, руководил этим исследованием, которое было опубликовано сегодня в журнале Nature Genetics . Старшим автором является Лоренцо, который также является членом Исследовательского центра интеллектуальной собственности и нарушений развития (IDDRC) при Медицинской школе UNC.

Ген SPTBN1 инструктирует нейроны и другие типы клеток, как вырабатывать βII-спектрин, белок, выполняющий множество функций в нервной системе. Дети с этими вариантами могут страдать от задержки речи и моторики, а также от умственной отсталости. Некоторым пациентам был поставлен дополнительный диагноз, например расстройство аутистического спектра, СДВГ и эпилепсия. Идентификация генетических вариантов, вызывающих этот широкий спектр нарушений, является первой важной вехой в поиске методов лечения этого синдрома.

Лоренцо впервые узнал о пациентах со сложными проявлениями развития нервной системы, несущими варианты SPTBN1, от Куини Тан, доктора медицины, доктора философии, медицинского генетика, и Бекки Спиллманн, врача-генетика - обоих членов финансируемой Национальным институтом здравоохранения Сети недиагностированных заболеваний (UDN) сайт в Университете Дьюка и соавторы статьи Nature Genetics . Они связались с Марго Кузен, доктором философии, генетиком, связанным с сайтом UDN в клинике Мэйо, и соавтором исследования. Кузен также собирал клиническую информацию от носителей варианта SPTBN1. Другие группы клинических генетиков узнали об этих усилиях и присоединились к исследованию.

Когорта людей, пораженных вариантами SPTBN1, продолжает расти. С Лоренцо и его коллегами связались по поводу новых случаев после того, как прошлым летом они опубликовали препринт своих первоначальных результатов. Выявление генетической причины редких заболеваний, таких как синдром SPTBN1, требует объединения знаний нескольких пациентов для установления общих клинических и биологических моделей.

«К счастью, появление доступной технологии секвенирования генов вместе с созданием баз данных и сетей для облегчения обмена информацией между клиницистами и исследователями значительно ускорило диагностику редких заболеваний», - сказал Лоренцо. «Чтобы представить наш случай в исторической перспективе, βII-спектрин был совместно открыт 40 лет назад в результате новаторской работы, в которой участвовали мои коллеги из UNC Кейт Берридж, доктор философии, и Ричард Чейни, доктор философии, а также мой наставник, получивший докторскую степень. Ванн Беннет, доктор философии, из Duke. Однако до сих пор мы ускользали от его связи с болезнью ».

βII-спектрин тесно связан с цитоскелетом нейронов - сложной сетью нитчатых белков, которая охватывает нейрон и играет ключевую роль в их росте, форме и пластичности. βII-спектрин образует протяженную каркасную сеть, которая обеспечивает механическую целостность мембран и помогает организовать правильное расположение молекулярных комплексов по всему нейрону. В ходе исследования, опубликованного в PNAS в 2019 году, Лоренцо обнаружил, что βII-спектрин необходим для нормальной проводки мозга у мышей и для правильного транспорта органелл и везикул в аксонах - длинных отростках, передающих сигналы от нейронов к другим нейронам. βII-спектрин является неотъемлемой частью процесса, обеспечивающего нормальное развитие, поддержание и функцию нейронов.