Osteoporoz: Yeni araçlar, potansiyel risk genlerini saptamaya yardımcı olur
Güçlü araçların bir kombinasyonu, bilim insanlarının kemik yoğunluğu üzerindeki etkileriyle osteoporoza katkıda bulunabilecek iki yeni geni belirlemelerine yardımcı oldu. Bulgu, kemik zayıflatıcı hastalık için daha iyi tedavilere yol açabilir.
Pennsylvania'daki Philadelphia Çocuk Hastanesi'ndeki (CHOP) araştırmacılar tarafından yapılan çalışma, hastalığa neden olan genlerin yerini belirlemede genomun 3 boyutlu coğrafyasını anlamanın önemini vurguluyor.
Ekip, hastalıkların ardındaki DNA varyantlarını veya farklılıklarını tanımlamanın, hastalığa neden olan genleri bulmak için yeterli olmadığına dikkat çekiyor. Örneğin varyantlar, genomun diğer bölümlerindeki genlerin tetikleyicileri olabilir.
Artık dergide yer alan bir makalede Doğa İletişimiAraştırmacılar, kemik mineral yoğunluğunu etkileyebilecek genleri bulmak için kemik oluşturan hücrelerde DNA'nın 3 boyutlu coğrafyasını nasıl araştırdıklarını anlatıyorlar.
Yöntemlerinin pediyatrik hastalıklar dahil diğer genetik durumların incelenmesine de yardımcı olabileceğini öne sürüyorlar.
CHOP'daki Mekansal ve Fonksiyonel Genomik Merkezi'nin direktörü olan eş-kıdemli çalışma yazarı Struan F. A. Grant Ph.D., "Genomun coğrafyası doğrusal değildir" diyor.
"DNA, kromozomlar halinde katlandığı için," diye açıklıyor, "genomun bazı kısımları fiziksel temasa geçerek, bir genin nasıl ifade edildiğini etkileyen önemli biyolojik etkileşimleri mümkün kılabilir. Bu yüzden genomun üç boyutlu yapısını inceliyoruz. "
Osteoporoz ve genom
Osteoporoz, özellikle bilek, omurga ve kalçada kemikleri giderek zayıflatan ve kırık riskini artıran bir hastalıktır.
Kemik dokusu canlıdır ve sürekli olarak yeni kemik ekler ve eski kemiği çıkarır. Çocuklukta süreç, kemiklerin büyümesine ve güçlenmesine izin vererek yeni doku oluşumunu destekler.
Bununla birlikte, insanlar yaşlandıkça, kemik oluşumu zirve yapar ve daha sonra kemik çıkarılmasının daha da gerisinde kalır ve bunun sonucunda kemikler giderek daha az yoğun ve zayıf hale gelir.
Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH), Amerika Birleşik Devletleri'nde halihazırda osteoporozu olan veya düşük kemik mineral yoğunluğu nedeniyle gelişme riski yüksek olan 53 milyondan fazla insan olduğunu tahmin etmektedir.
Bilim adamları, insan genomunu 10 yıldan daha uzun bir süre önce çözdüler. O zamandan beri, birçok genom çapında ilişkilendirme çalışması (GWAS), belirli hastalıkları olan kişilerde daha yaygın olan varyantları veya DNA'da yapı taşı dizilerini tanımladı.
Dr. Grant ve meslektaşları çalışma makalelerinde osteoporozun "temel bir genetik bileşene" sahip olduğunu belirtiyorlar.
Bununla birlikte, GWAS'ın "kemik mineral yoğunluğu ile güçlü bir şekilde ilişkili" DNA varyantlarını ortaya çıkarmasına rağmen, bunun kemik oluşturma sürecini fiilen kontrol eden genleri bulmakla aynı şey olmadığını açıklamaya devam ediyorlar.
3D "varyant-gen haritalama"
Bu nedenle, çalışmalarının amacı, yeni kemik oluşturan hücreler olan insan osteoblastlarında yüksek çözünürlüklü, 3 boyutlu "varyanttan gene haritalama" egzersizinde GWAS'dan türetilmiş kemik mineral yoğunluğu varyantlarının lokasyonlarını kullanmaktı.
Bu alıştırma, kromozomlar içindeki sıkıca katlanmış ve paketlenmiş DNA'nın 3B coğrafyasını analiz etmeyi içeriyordu. Ekip, özel bir "uzamsal genomik" tekniği kullanarak, GWAS'dan türetilmiş kemik mineral yoğunluğu varyantları ile genomun geri kalanı arasındaki "genom çapındaki etkileşimleri" haritalamayı başardı.
Bunu yaparken, araştırdıkları 273 GWAS kaynaklı kemik mineral yoğunluğu lokasyonunun yaklaşık yüzde 17'sinden potansiyel nedensel genlerle "tutarlı temaslar" gözlemlediler.
Bu, osteoporozda potansiyel bir "nedensel role" sahip iki yeni genin tanımlanmasına yol açtı: ING3 ve EPDR1. Ekip, genlerin güçlü rolünü, onları susturmanın osteoblastların yeni kemik oluşturmasını engellediğini göstererek doğruladı.
Araştırmacılar, bunlara ek olarak daha fazla "nedensel gen" olabileceğini belirtiyorlar. Bununla birlikte, aynı zamanda bağlantı veren varyantın ING3 "Çocuklarda en yaygın kırık bölgesi" olan bilekteki kemik yoğunluğuyla güçlü bir şekilde ilişkilidir.
Aşağıdakileri içeren biyolojik yollarla ilgili daha ileri çalışmaların ING3 kemiği güçlendirmek ve kırılmayı önlemek için yeni tedavilere yol açabilir.
O ve ekibi, diğer hücre türleri için varyant-gen “atlasları” oluşturmak için CHOP'ta ve diğer kurumlarda diğer gruplarla birlikte çalışıyor. Dr. Grant, bunların "pediatrik kanserler, diyabet ve lupus" dahil olmak üzere birçok hastalık için yeni tedavilerin geliştirilmesi için değerli olduğunu kanıtlaması gerektiğini söylüyor.
Kırıklar ve osteoporozla ilgili kemik oluşturan hücreleri etkileyen iki yeni gen belirledik. Dahası, kullandığımız araştırma yöntemleri, genetik bir bileşeni olan diğer hastalıklara daha geniş şekilde uygulanabilir. "
Struan F.A. Grant Ph.D.
