Эпилепсия является распространенным и серьезным заболеванием, которое наблюдается у 50 миллионов человек по всему миру. Известно, что эпилепсия связана с генетикой человека, но на возникновение заболевания влияют сотни генов. Определение того, как эти гены координируются в мозгу, играет важную роль в поиске новых препаратов. Требуются новые подходы, чтобы проанализировать, как множественные гены работают совместно, чтобы вызвать заболевание.
Вместо того чтобы изучать отдельные гены, исследователи из Лондона разработали новые вычислительные и генетические методы систематического анализа активности генов при эпилепсии. Опубликованное в Nature Communications исследование является первым, которое применило этот подход к эпилепсии.
Исследователи изучили образцы тканей головного мозга, которые были удалены у пациентов во время нейрохирургической операции. Исходя из этих образцов, они определили гены, которые были очень активными в мозгу этих пациентов. Ученые обнаружили, что несвязанный ген Sestrin 3 (SESN3) выступает в качестве основного регулятора этой эпилептической генной сети. В первый раз была определена координирующая роль SESN3, что подтверждено в исследованиях на мышах и рыбках данио.
Энрико Петретто (Enrico Petretto) сказал: «Система генетики позволяет нам понять, как несколько генов работают вместе, что более эффективно, чем смотреть на каждый ген в отдельности. Это похоже на попытку узнать все о футбольной команде. Вы не будете наблюдать за каждым отдельным игроком, а в первую очередь посмотрите, как команда играет вместе, на их стратегию. Точно так же в системе генетики, мы не рассматриваем лишь один ген, а изучаем группу генов и функциональные связи между ними. После понимания того, как команда играет вместе, надо определить, кто оказывает большое влияние: капитан или тренер. Кто координирует игроков? Это как наш «ген-регулятор», который в данном случае является SESN3. Если мы сможем разработать лекарства для этого гена в мозгу, то можно повлиять на всю сеть эпилептических генов и достичь более эффективного лечения».
Использование хирургических образцов мозговой ткани дает уникальную возможность для изучения того, как гены координируются в мозгу людей, страдающих эпилепсией. У больных с тяжелой височной эпилепсией, которые не реагируют на лекарства, можно провести операцию по удалению части мозга.
Доктор Майкл Джонсон (Michael Johnson) сказал: «Это исследование доказывает правильность концепции нового научного подхода при эпилепсии. Применение сильнодействующих лекарств от эпилепсии это только симптоматическое лечение, то есть они подавляют припадки, но не влияют на основное заболевание. Следовательно, существующие лекарства не действуют на одну треть людей с эпилепсией. Здесь мы взяли новый подход и определили сеть генов, лежащих в основе самой эпилепсии. Это дает надежду, что будут разработаны новые методы лечения эпилепсии».
В настоящее время проводятся дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, как SESN3 контролирует эпилептическую генную сеть и, что более важно, как можно изменить ее для лечения эпилепсии. Ученые также планируют расширить применение подхода систем генетики к другим расстройствам головного мозга человека, таким как болезнь Альцгеймера и нарушения развития нервной системы.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Johnson, Michael R.; Behmoaras, Jacques; Bottolo, Leonardo; Krishnan, Michelle L.; Pernhorst, Katharina et al. (2015) Systems genetics identifies Sestrin 3 as a regulator of a proconvulsant gene network in human epileptic hippocampus // Nature Communications – vol. 6
