Пять не связанных между собой заболеваний имеют общие генетические особенности

Фото из открытых источников

Синдром хронической усталости, длительный COVID, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), рассеянный склероз (РС) и ревматоидный артрит выглядят как пять несвязанных между собой проблем. Одна из них возникает после вирусной инфекции, другая — после травмы, а две являются аутоиммунными заболеваниями, при которых иммунная система атакует собственные ткани организма. Оставшаяся проблема, синдром хронической усталости (известный как ME/CFS), до сих пор плохо изучена. Тем не менее, новое исследование предполагает, что некоторые из биологических механизмов внутри клеток могут быть задействованы во всех пяти заболеваниях.

У пациентов с этими заболеваниями часто наблюдаются общие проблемы: сильная усталость, затуманенность сознания и сбои в работе иммунной системы. Для ME/CFS до сих пор нет общепринятого анализа крови. Врачи диагностируют его по списку симптомов и путем исключения других причин, что часто приводит к задержкам и неправильной классификации.

Исследователи из компании Oxford BioDynamics, занимающейся продажей генетических тестов, и нескольких британских учреждений сообщили в Journal of Translational Medicine, что гены, связанные с каждым из этих заболеваний, практически не пересекаются. Но когда они составили карту взаимосвязи этих генов, выяснилось, что пять заболеваний связаны общими путями иммунной системы, энергетического обмена и реагирования на стресс.

Расшифровка ДНК по буквам упускает часть картины. Внутри клетки ДНК свернута и образует петли, подобно сложенной карте, на которой два отдаленных города расположены рядом. Эти складки приводят к контакту удаленных участков ДНК, что помогает определить, какие гены включаются, а какие выключаются. Для изучения этого процесса сворачивания команда использовала платформу EpiSwitch, разработанную компанией, в которой работают многие из авторов.

Для исследования ME/CFS исследователи опирались на более раннее исследование крови, проведенное той же группой. В той работе использовались данные 47 пациентов с тяжелой формой ME/CFS и 61 здорового добровольца для создания теста, который затем был опробован на 24 новых пациентах и 45 новых здоровых добровольцах. Тест правильно различал пациентов и здоровых добровольцев в 96% случаев, хотя вторая группа была небольшой.

Для новой работы не привлекались пациенты. Вместо этого команда использовала генетические данные из крупных общедоступных исследований, в которых сканировалась ДНК примерно 226 000 человек с одним из пяти заболеваний, а также гораздо больших групп людей без этих заболеваний. Данные по ME/CFS были получены от людей европейского происхождения из Великобритании, данные по MS — от участников из Германии и Сардинии, а данные по трем другим исследованиям охватывали различные этнические группы. Затем программное обеспечение предсказывало, где происходит сворачивание ДНК при каждом заболевании, поэтому большая часть сворачивания оценивалась компьютером, а не измерялась в клетках пациентов.

Каждое заболевание было связано с несколькими сотнями генов, от 324 для посттравматического стрессового расстройства до 885 для ревматоидного артрита, однако лишь небольшая часть этих генов обнаруживалась более чем в одном заболевании.

Гены работают в командах, поэтому исследователи затем составили карту взаимосвязей между белками, которые производят эти гены, используя базы данных известных и прогнозируемых взаимодействий. Вместо пяти изолированных кластеров гены образовали одну плотно связанную сеть. Многие из наиболее тесно связанных генов были получены из данных по длительному COVID-19 и действовали как мосты, связывающие гены, связанные с различными заболеваниями. Ревматоидный артрит и рассеянный склероз образовали особенно плотные кластеры, и гены, связанные с синдромом хронической усталости и длительным COVID-19, прочно влились в них. Гены, связанные с посттравматическим стрессовым расстройством, были вплетены в ту же сеть.

Иммунная сигнализация, интерфероновые реакции (система противовирусной сигнализации организма), выработка энергии внутри клеток и пути действия гормонов стресса постоянно выявлялись как общая область исследований.

Одним из наиболее значимых генов стал LAG3, который действует как тормоз для иммунных клеток и связан с истощением Т-клеток — состоянием, при котором иммунные клетки, изношенные длительной активацией, перестают нормально функционировать. LAG3 не входил в число генов, уже связанных с ME/CFS, однако он оказался тесно связанным с этим заболеванием элементом сети его распространения.

В сочетании с другими генами, связанными с иммунной системой, это позволяет предположить, что хроническая активация иммунной системы с последующим своего рода истощением иммунной системы может быть частью общей биологической основы всех пяти состояний. Другой тесно связанный ген помогает клеткам создавать свой энергетический механизм, что может быть связано с усталостью, описываемой пациентами. Подобные общие пути могут помочь объяснить, почему такие разные триггеры, как вирус и травма, в итоге выглядят одинаково.

Ничто из этого не доказывает, что воздействие на LAG3 или любой другой ген поможет пациентам. Авторы называют эти гены кандидатами, которые необходимо проверить в лабораториях и клинических испытаниях. Они также не провели формального статистического теста, чтобы определить, превышает ли перекрытие сети то, что могло бы возникнуть случайно.

Тем не менее, авторы утверждают, что этот подход многообещающий, отмечая, что эти маркеры сворачивания ДНК «предлагают значительный потенциал для объективной диагностики на основе анализа крови». Если общие сети подтвердятся в ходе дальнейших исследований, они в конечном итоге смогут использоваться для анализа крови, позволяющего одновременно выявлять несколько таких заболеваний. Например, лечение, направленное на иммунный путь, участвующий в развитии ревматоидного артрита, в будущем может стать перспективным для лечения синдрома хронической усталости или длительного COVID-19, если исследователи подтвердят, что тот же самый путь играет роль в этих заболеваниях.

Гены, связанные с каждым заболеванием, могут различаться, но сети, к которым они относятся, по-видимому, имеют больше общего, чем ученые предполагали ранее. Следующий, гораздо более сложный вопрос — можно ли на самом деле исправить эту взаимосвязь.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний