گروهی از دانشمندان دانشگاه اوتاوا کانادا، علت نوعی اختلال ژنتیکی نادر که باعث مرگ ومیر بچه ها خردسال می گردد را کشف کردند.

دمین دامورز و گروه تحقیقاتی وی از موسسه زیست شناسی دستگاه ها در اتاوا، طی سه سال تحقیق، نقص مولکولی مرتبط با سندرم LIC را کشف کردند. سندرم LIC یک اختلال ژنتیکی خطرناک است که بچه ها خردسال را تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به ناراحتی حاد تنفسی، نقص ایمنی و کروموزوم های غیرطبیعی می گردد.

آغاز علائم در چند ماه اول پس از تولد در نوزادانی رخ می دهد که از نقص سیستم ایمنی ریه و شکستگی کروموزوم (LIC) رنج می برند. به طورمعمول، بیماران، نارسایی در رشد و نقص ایمنی را تجربه می نمایند و درنهایت می تواند در اوایل کودکی به بیماری مهلک ریه در بچه ها تبدیل گردد. این بیماری در اثر جهش های غیرفعال نماینده کوچک در ژن NSMCE3 ایجاد می گردد، ژنی که یک عامل اساسی را در هسته سلول های انسانی رمزگذاری می نماید.

این تحقیق یکی از مهم ترین نقاط عطف در ایجاد روش های درمانی برای بهبود زندگی بیماران مبتلابه سندرم LIC است. دمین دامورز، استاد تمام در گروه طب سلولی و مولکولی دانشکده پزشکی است که آزمایشگاه وی بر درک مکانیسم های مورداستفاده سلول ها برای تقویت تقسیم سلولی و تکثیر سلولی متمرکز است. وی بینش بیشتری در خصوص یافته های این تحقیق ارائه داد.

وی گفت: ما کشف کردیم که چگونه نقص دستگاه فشرده سازی DNAدر سلول ها می تواند باعث یک اختلال ژنتیکی نادر و مرگ ومیر بچه ها کوچک گردد (به عنوان مثال، سندرم LIC). ما با استفاده از ترکیبی هیجان انگیز از بیوفیزیک، ژنتیک پیشرفته و بیوشیمی کلاسیک، علت مولکولی را یافتیم تا نشان دهیم یک آنزیم، توانایی فشرده سازی DNA در سلول های ما را دارد.

وی ادامه داد: ما یک سیستم کاملا جدید (مجموعه Smc5 / 6) برای پاک سازی آنزیم انسانی ایجاد کردیم که تا به امروز هیچ کس در جهان پیروز به خالص سازی آن نشده است. مجموعه Smc5 / 6 یک عامل موثر و مهم در یکپارچگی کروموزوم است و پیشرفت در تحقیقات این امکان را برای ما فراهم کرد تا ساختار آنزیم و توانایی قدرتمند آن در فشرده سازی ساختار DNA در فضا را تعیین کنیم. سپس جهش های ایجادنماینده سندرم LIC را در سیستم خود، مدل سازی کردیم و نشان دادیم که جهش ها بر توانایی مجموعه Smc5 / 6 در ترمیم کروموزوم در سلول ها تاثیر می گذارند، بدین گونه توانستیم چگونگی تاثیر جهش های LIC بر توانایی سلول ها در حفظ ژنوم های سالم را شرح دهیم.

ظهور زیست شناسی دستگاه ها در سال های اخیر انقلابی در تحقیقات زیست پزشکی ایجاد نموده است. این روش متکی به استفاده از فناوری های اومیکس (omics) یکپارچه و ارگانیسم های مدل است تا درکی از بیماری های انسانی را در سطح دستگاه ها ارائه دهد. (اومیکس یک اصطلاح کلی برای توصیف ژنومیک، پروتئومیکس و متابولومیکس در مقیاس عظیم است. اومیکس ها به طورمعمول اطلاعات زیستی را در مقیاس عظیم و سیستمیک آنالیز می نمایند.)

دانشگاه اتاوا با ایجاد موسسه زیست شناسی دستگاه های اتاوا (OISB)، پیشتاز این انقلاب بوده است. ما از روش زیست شناسی دستگاه ها برای توسعه سیستم های کاملا جدید برای تصفیه آنزیمی که پیش ازاین هرگز خالص نشده بود، بهره گرفتیم. سپس ما از ترکیب ابتکاری بیوفیزیک، پروتئومیکس و بیوشیمی کلاسیک استفاده کردیم تا نحوه عملکرد مجموعه Smc5 / 6 و چگونگی جهش در این مجموعه که باعث نقص شدید در ترمیم DNA می گردد را تعیین کنیم.

وی اضافه کرد: گروه تحقیقاتی من و همکارانم در حال اجرا تحقیقاتی مطابق با آخرین روش های تحقیق در این زمینه هستیم و به عنوان آزمایشگاه پیشرو در این پروژه، احساس می کنیم که تحقیقات ما یکی از مهم ترین نقاط عطف در ایجاد روش های درمانی برای بیماران مبتلابه سندرم LIC است. قبل از کار ما، هیچ کس از علت بیوشیمیایی سندرم LIC و چگونگی جهش آنزیم در این بیماری بر سلول های بیماران و بچه ها اطلاع نداشت؛ ما به این سوالات اساسی پاسخ دادیم.

نتیجه‌گیری:

کشف نقص مولکولی سندرم LIC توسط تیم دانشگاه اتاوا بیش از یک موفقیت علمی معمولی است؛ این پژوهش یکی از نقاط عطف مهم در مسیر درک بیماری‌های نادر ژنتیکی کودکان به شمار می‌رود. با خالص‌سازی مجموعه Smc5/6 برای نخستین بار و مدل‌سازی جهش‌های بیماری‌زا، محققان توانستند نشان دهند که چگونه این جهش‌ها توانایی ترمیم کروموزوم و حفظ یکپارچگی ژنوم را مختل می‌کنند. پیش از این کار، علت بیوشیمیایی بیماری و تأثیر آن بر سلول‌های بیماران ناشناخته بود. حالا با روشن شدن این مکانیزم، راه برای طراحی درمان‌های هدفمند بازتر شده است. زیست‌شناسی سامانه‌ها و رویکردهای اومیکس که دانشگاه اتاوا در آن پیشگام بوده، بار دیگر ثابت کرد که ترکیب فناوری‌های نوین می‌تواند راه‌حل‌هایی برای بیماری‌های پیچیده و مرگبار ارائه دهد و زندگی کودکان مبتلا را به سوی امید و بهبود تغییر دهد.