2017. december: jegyzet, orvostudomány, portré, Nemzeti Agykutatási Program, tudomány, egyetem, fizika, fenntarthatóság, zöldkörnyezet, genomika, bioinformatika, it, neutronkutatás, anyagtudomány, innováció, atomenergia, gépipar, elektronika, startup, energiagazdálkodás, biztonságtechnika

Ritka betegség génje akadt horogra

Több mint kétévnyi kutatómunkával sikerült azonosítani azt a gént, amely felelős lehet egy igen szerteágazó idegrendszeri tüneteket okozó, eddig tisztázatlan genetikai hátterű ritka neurológiai betegség kialakulásában. A Nemzeti Agykutatási Program támogatásának köszönhető eredmény az EMBO Molecular Medicine szaklapban jelent meg. A munkát Molnár Mária Judit, a Semmelweis Egyetem professzora, a Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézetének igazgatója irányította.


„A ritka betegségek diagnosztikája során sok esetben előfordul, hogy elakadunk. Ennél a családnál is ez volt a helyzet. Az anya és a gyerekek eltérő tüneteket produkáltak, de úgy éreztük, van össze­függés” – nyilatkozta magazinunknak Molnár Mária Judit, a Semmelweis Egyetem Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézetének igazgatója, a kutatócsoport vezetője. Két éven át tartó munka eredményeként derült ki, hogy az anyának és két gyermekének az MSTO1 nevű gén hibája miatt alakultak ki tüneteik, melyek egyrészt az izomzat sorvadása, másrészt a központi idegrendszer fejlődési rendellenessége következtében jönnek létre. A gyerekeknél inkább az autizmusra és a szkizofréniára utaló jelek mutatkoztak, az anyánál pedig inkább az izompanaszok és egyensúlyzavar domináltak, emellett érintettek voltak a csontok, a kötőszövetek, a máj és az endokrin szervek is.

Új gén, az MSTO1 azonosítása mitokondriális betegségben

A szövettani vizsgálatok a család esetében kismértékben kóros mitokondriumokat mutattak ki, az ilyenkor rutindiagnosztikában végzett klasszikus genetikai vizsgálatok azonban nem hoztak eredményt. A holtpontról elmozdulást az a Magyarországon egyedülálló, teljes emberi génkészlet gyors szekvenálására alkalmas műszer segítette, amelyet 2015 elején a Genomikai Medicina és Ritka Betegségek Intézetében adtak át. A 250 millió forintos, a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) támogatásával beszerzett készülék segítségével olyan betegek adatait elemezték újra, akiknek addig nem volt pontos diagnózisuk. A család esetében is elvégezték a teljes génvizsgálatot – és nem találtak olyan patogén mutációt, amelyet addig emberi betegséggel kapcsolatban leírtak volna. A látszólagos kudarc nem szegte kedvüket, az intézet fiatal szakembereivel olyan gének ritka variánsainak keresésébe kezdtek, melyek betegségekkel való kapcsolata még nem volt ismert. Elsősorban azokra a génekre fókuszáltak, melyeknek közük lehet a mitokondriumokhoz.

A beteg izombiopsziás mintájából készült elektronmikroszkópos felvétel

Speciális elemzések után egyre kevesebb lehetséges célpont maradt – közben figyelték, hogy ezek a variánsok hogyan oszlanak meg a családtagok között. A végül szóba jöhetőként megmaradt gének hibáit visszavalidálták a klasszikus, úgynevezett Sanger-szekvenálással, és ezután esett a választás az MSTO1-re.

A beteg DNS- és cDNS-mintájából az MSTO1 p.V8M mutációt tartalmazó szekvenciarészlet

Ecetmuslicákkal végzett korábbi kísérletek szerint az MSTO1 gén a mitokondriumok mozgásáért lehet felelős. A funkcionális elemzéseket végző Gál Anikó adjunktus és Hajnóczky György (a Magyar Tudományos Akadémia külső tagja) a philadelphiai Tho­mas Jefferson Egyetem Mitochondrial Research Center vezetőjének laboratóriumában, különleges mikroszkópokkal, bőrsejtből származó sejttenyészeteket vizsgált. Azt nézte, hogy a gén által kódolt fehérje milyen mechanizmusokat károsít a sejtben, vizsgálta továbbá a génről keletkező fehérjét, valamint azt, hogy a mitokondriumok hogyan mozognak a különböző sejttenyészetekben. A világ laboratóriumaiban leggyakrabban használt, úgynevezett HeLa sejtekben „lecsendesítették” ezt a gént, majd elemezték a beavatkozás utáni viselkedését. Minden eredmény arra utalt, hogy a korábban említett MSTO1 gén okozza a családban a ritka betegséget. A felfedezést bejelentő cikkben nemcsak azt írták le, hogy találtak egy betegséget okozó gént, hanem azt is, hogy milyen mechanizmusokért felel az MSTO1 fehérje a sejtben.

A betegek MSTO1 mRNS expressziójának változása a kontrollhoz képest

„Egy új gént felfedező kutatócsoport akkor igazán boldog, ha a világ másik pontján előkerül egy másik beteg, akinek a betegségét szintén ugyanannak a génnek a hibája okozza” – mondta Molnár Mária Judit. Az eredményeik előzetes közlése után találkoztak egy konferencián egy olasz kutatócsoporttal, amelynek tagjai arról számoltak be, hogy ők is találtak beteget, akinél elsősorban izomtünetekkel járt ez a kór. Azóta egy kanadai kutató is megkereste a magyar kutatócsoportot, hogy ők is találtak MSTO1 mutációt hordozó pácienst. Úgy tűnik, ha keresnek, akkor találnak ilyen kórban szenvedőket, vagyis mégsem olyan nagyon ritka ez a betegség, az eddig soha nem vizsgált génnek jelentősége lehet az örökletes neurológiai betegségekben. Az egyetemi tanár szerint ennek a génnek a vizsgálata beépül a rutindiagnosztika eszköztárába.

A betegek MSTO1 fehérje expressziójának változása a kontrollhoz képest

Manapság nem könnyű új génekről szóló publikációt közölni, hiszen nincs olyan hónap, hogy ne találnának a kutatók egy új gént. A kutatócsoport vezetője szerint azért különleges az eredményük, mert ők azon túl, hogy feltételezték a gén szerepét a betegség hátterében, nagyon alapos funkcionális vizsgálatokat végeztek annak érdekében, hogy megértsék, mely mechanizmusokért felelős az adott génről keletkező fehérje. (Az MSTO1-nek előttük nem vizsgálták az emberi vonatkozásait, és igen kevés információjuk volt a kísérletek előtt a fehérje feladatáról). Az elkövetkező időszakban azt nézik meg, hogy ez a génhiba milyen gyakorisággal fordul elő a ritka neurológiai kórképben szenvedő páciensekben.

A mitokondriális hálózat vizsgálata MSTO1 géncsendesített és kontroll HeLa sejteken

A több mint két éve folyó munkában közel tucatnyi kutató vett részt. Klinikusok, biológusok, orvosbiológiai kutatók, bioinformatikusok összehangolt munkája vezetett sikerre. A kutatás egyik fon­tos szakmai tapasztalata, hogy ha elakad az ember egy kutatással, nem biztos, hogy addig le kell állni, amíg nem lesz pénze egy megfelelő eszközre. Hatékonyabb, ha megkeresi azt a kutatóbázist, ahol van olyan berendezés és tudás, és támogatni tudják a további tervezett kísérleteket. Jelen esetben Hajnóczky György amerikai laboratóriuma kész módszerekkel és műszerparkkal rendelkezett, amit a ma­gyar kutatócsoport számára hozzáférhetővé tettek, segítették a módszerek adaptálását a budapesti kollégák által vizsgálandó génre, illetve fehérjére. Molnár Mária Judit meggyőződése, hogy egy kutatónak intenzív kapcsolatban kell lennie a hasonló területen dolgozókkal, ismerniük kell egymás lehetőségeit, adottságait, csakis így lehet „verseny­képesen” kutatni, és nemzetközi szinten is kiváló eredményeket elérni. A szakmai hálózat intenzív és összehangolt működtetésének hasznossága is a kutatómunka egyik tanulsága.•

 
2018. november – Közlekedésfejlesztési különszám

2018. november – Közlekedésfejlesztési különszám

Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018

Innotéka