Международная команда ученых установила новую редкую форму диабета, возникающую исключительно у новорожденных. Причиной является мутация в гене TMEM167A, нарушающая работу бета-клеток поджелудочной железы – именно они отвечают за выработку инсулина. В исследовании приняли участие шесть детей с сочетанием симптомов: микроцефалия, эпилепсия и неонатальный диабет. Об этом сообщает медиа о науке, технологиях и здоровье КРВ.медиа со ссылкой на текст исследования , опубликованный в журнале The Journal of Clinical Investigation.
В ходе исследования ученые из нескольких стран провели генетическое секвенирование у шести младенцев, которым еще не исполнилось шесть месяцев, и у которых было выявлено характерное сочетание симптомов: микроцефалия (аномально малый размер головы), эпилепсия и диабет. Такое состояние известно как синдром MEDS – сокращение от английских слов microcephaly, epilepsy and diabetes syndrome .
К этому моменту науке было известно только два гена, связанных с этим синдромом — IER3IP1 и YIPF5 . Новое исследование добавило третье: TMEM167A . Чтобы синдром MEDS развился, ребенок должен унаследовать по одной мутированной копии гена от каждого родителя.
TMEM167A активен как в поджелудочной железе, так и в головном мозге – как у взрослых, так и у новорожденных. Это может объяснять, почему при его мутациях нарушается работа обоих органов: бета-клетки не могут выделять инсулин, а мозг страдает эпилептическими проявлениями и уменьшением объема.
Неонатальный диабет – это редкая форма диабета, развивающаяся в первые шесть месяцев жизни ребенка. Он отличается от детского или взрослого диабета, поскольку имеет четко обозначенное генетическое происхождение. Чаще такой диабет связан с нарушением развития или функционирования бета-клеток поджелудочной железы. Именно эти клетки вырабатывают инсулин – гормон, регулирующий уровень глюкозы в крови.
Исследование показало, что TMEM167A является критически важным для правильной работы этих клеток. По словам профессора Мириам Кноп из Брюссельского свободного университета, способность создавать бета-клетки из стволовых клеток позволила исследователям смоделировать, что именно идет не столько в клетках пациентов с редкими формами диабета.
Это открытие имеет значительный потенциал для разработки будущих терапий: генетическое тестирование может стать частью ранней диагностики, а новые подходы к клеточной терапии — позже позволить частично или полностью восстановить функцию пораженных клеток.
Чтобы выяснить, как мутация TMEM167A приводит к нарушению работы бета-клеток, ученые использовали метод индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Их можно перепрограммировать в любой тип клеток, включая бета-клетки поджелудочной железы.
Исследователи выключили нормальный вариант TMEM167A и заменили его мутированной копией из ДНК одного из пациентов. В процессе развития эти клетки выглядели нормальными, однако на практике не выполняли свои функции. Они не реагировали на наличие глюкозы в среде и не производили инсулин.
Кроме того, эти клетки имели нарушения в работе эндоплазматического ретикулума – структуры внутри клетки, выполняющей роль «логистического центра» для белков и молекул. Из-за этих сбоев клетки погибали.
Эти открытия позволили авторам работы провести параллели с более распространенным диабетом 2 типа, где наблюдаются схожие сбои, хотя они имеют другое происхождение.
Ген TMEM167A до сих пор был малоизучен, однако благодаря исследованию удалось подтвердить его ключевую роль в выработке и секреции инсулина. Это открытие не только позволяет понять редкие случаи синдрома MEDS, но и проливает свет на общие механизмы нарушения бета-клеток.
Как отмечает генетикиня Элиза де Франко из Университета Эксетера (Великобритания), «обнаружение изменений в ДНК, вызывающих диабет у новорожденных, позволяет нам идентифицировать гены, играющие ключевую роль в секреции инсулина».
В долгосрочной перспективе это может улучшить генетическую диагностику неонатального диабета, помочь создать новые методы лечения и сформировать более персонализированные подходы к терапии нарушений метаболизма.