Серповидно-клеточная анемия и бета-талассемия являются наследственными заболеваниями крови, возникающими из-за дефектов гена, контролирующего развитие красных кровяных телец. Но ученые обнаружили, что некоторые люди, которые испытывают более легкие симптомы этих состояний, несут два варианта этого гена, который позволяет им вырабатывать гемоглобин плода в своем организме даже во взрослом возрасте. Используя всемирные геномные исследования, ученые из Королевского колледжа Лондона обнаружили, что эти полезные генетические варианты распространились из Африки почти во все человеческие популяции по всему миру.
Ученым уже давно известно, что повышенный уровень гемоглобина плода облегчает симптомы серповидно-клеточной анемии и талассемии. Гемоглобин плода присутствует у плода, и вскоре после рождения кровь у младенцев начинает переходить из богатой кислородом крови плода в кровь, содержащую белок гемоглобин взрослых.
Для детей с серповидно-клеточной анемией этот переход от крови плода к крови взрослых отмечает начало заболевания, при котором эритроциты ведут себя ненормально и могут закупоривать кровеносные сосуды, что приводит к острым непредсказуемым болезненным приступам, называемым серповидноклеточным кризисом, которые обычно длятся неделю. Эти заклинания лишают такие органы, как легкие, почки, селезенку и мозг, богатой кислородом крови, что приводит к их повреждению. В некоторых случаях это также может привести к сердечной недостаточности.
При талассемии недостаток гемоглобина в клетках крови приводит к анемии. Симптомы бета-талассемии могут варьироваться от умеренных до тяжелых, причем наиболее тяжелая форма требует переливания крови на всю оставшуюся жизнь. В настоящее время переливание крови и трансплантация костного мозга являются единственным «лекарством» как от серповидноклеточной анемии, так и от бета-талассемии, но последний вариант лечения доступен лишь небольшому количеству пациентов.
Хотя люди с определенными этническими группами, такими как африканцы, средиземноморцы, индийцы и испанцы, более предрасположены к этим условиям, в настоящее время они затрагивают основные группы населения по всему миру. И в Великобритании, и в США это наиболее распространенное генетическое заболевание, которым страдают 13 000 и 70 000-80 000 человек в этих странах.
В этом исследовании, опубликованном в Annals of Human Genetics, ученые обнаружили, что некоторые пациенты африканского и южноазиатского происхождения обладали способностью вырабатывать гемоглобин плода даже в зрелом возрасте, и это уменьшало их симптомы заболевания крови. Эти пациенты несли генетический вариант, который контролировал ген регулятора красных кровяных телец MYB - вариант энхансера MYB - на хромосоме 6. Такой же генетически структурированный вариант был также обнаружен у здоровых людей, даже у лиц североевропейского происхождения, у которых талассемия и серповидно-клеточная анемия. редкий. Это заставило авторов предположить, что полезные варианты энхансеров MYB, которые способствуют развитию гемоглобина плода в организме, являются общей чертой человеческих популяций во всем мире и могут иметь общее происхождение.
Проверить, присутствовали ли генетические признаки этого варианта и у других этнических групп; ученые провели поиск в общедоступных наборах данных по всему геному, полученных от населения мира. Они обнаружили сигнатуры для двух различных типов вариантов энхансера MYB - HMIP-2A и HMIP-B, в основных группах населения и почти во всех этнических группах, охваченных данными. В то время как оба варианта встречаются в Африке к югу от Сахары с низкой частотой, в большинстве других частей мира аллели объединились, чтобы сформировать HMIP-2A-B, комбинацию, относительно распространенную в Европе, Южной Азии и Китае. HMIP-2B по отдельности распространен у народов Дальнего Востока Азии и индейцев, что иллюстрирует их связь через Берингов пролив.
Ученые также проверили, присутствовали ли эти генетические варианты в последовательности генома наших вымерших предков - неандертальцев, денисовцев и больших обезьян, но не обнаружили ни HMIP-2A, ни HMIP-2B. Это заставило их поверить, что варианты энхансера MYB, которые контролируют тяжесть серповидно-клеточной анемии и бета-талассемии, дважды возникали у современных людей, в Африке, а затем распространились по остальному миру.
Когда и как именно это произошло, неизвестно, но ученые полагают, что это могло произойти задолго до того, как наследственные заболевания крови стали распространенными. Теперь команда планирует изучить, какие факторы привели к распределению вариантов среди населения, и имели ли какое-либо влияние факторы питания, такие как присутствие железа в рационе или факторы окружающей среды, которые влияют на производство красных кровяных телец.
«Пациенты, у которых есть более легкие версии заболеваний крови, благодаря их способности продолжать вырабатывать гемоглобин плода, несут генетические ключи, которые помогают нам понять функцию генов и биологические пути, участвующие в этих заболеваниях», - сказал доктор Стивен Мензель, соавтор. -автор отделения молекулярной гематологии Королевского колледжа Лондона, в пресс-релизе.
Соавтор исследования профессор Суи Лэй Тейн говорит, что, несмотря на то, что новорожденные в Великобритании теперь могут дожить до взрослой жизни, это заболевание превратилось в хроническое, изнурительное заболевание для взрослых. «Мы надеемся, что наши исследования помогут разработать биомаркеры и, в конечном итоге, превентивные методы лечения наследственных заболеваний крови», - сказал он.