ДНК разных тканей человека содержат различные гены

Ученые находят все больше и больше генов, связанных с риском каких-то заболеваний. Как правило, это определенные вариации в строении гена. Обычно подозрительные гены изучают из ДНК кровяных клеток – это проще, а образец ткани (биопсию) берут только при подозрении на раковую опухоль. Такое поведение исследователей основано на постулате: все клетки организма обладают одним и тем же геномом. Поэтому все равно, из какой ткани анализировать гены.

Только в случае рака специалисты работают с тканевыми клетками. И именно в них находят специфические изменения генов. «При болезнях неракового происхождения обычно мы исследует геном в клетках крови и ожидаем, что клетки крови скажут нам, что случилось с другой тканью, — говорят генетики из Центра переходных исследований рака (Centre for Translational Research in Cancer) Университета МакГилла (McGill University) в Монреале, Канада. – Теперь нам кажется, что это слишком упрощенный подход».

В последние годы найдено немало мутаций в клетках разных тканей, которые, предположительно, можно связать с заболеваниями этих тканей. Группа ученых из Монреаля впервые изучила вариации одного из ключевых генов у пациентов с аневризмой брюшной аорты. Но главное в том, что они увидели следующее:в клетках крови и в клетках ткани аорты содержались разные вариации этого гена.

Механизмы аневризмы

Аневризма брюшной аорты – это выпячивание сосудистой стенки в виде мешка. При этом стенки аорты воспаляются, разрушается слой эластина и уменьшаются в количестве мышечные клетки (они погибают путем апоптоза — клеточного самоубийства). Выпячивание может привести к разрыву аорты, что смертельно в 90%. Болезнь поражает обычно мужчин старше 65 лет, которые курят, страдают от повышенного давления и имеют высокий уровень холестерина.

Исследование генных вариаций, связанных с аневризмой, как и в других случаях, до сих пор проводили на клетках крови – лейкоцитах. Ключевым геном этого заболевания считается ген ВАК1. Он участвует в биохимическом механизме апоптоза – запрограммированной клеточной смерти. Канадские ученые впервые сравнили вариации этого гена в клетках крови и в клетках ткани аорты.

Исследовали гены 31 пациента с аневризмой брюшной аорты. Они перенесли оперативное лечение, в течение которого у них и взяли биопсию. Контролем служили образцы ткани брюшной аорты у здоровых добровольцев.

Гены крови и гены сосуда – не близнецы

В клетках аорты всех пациентов ученые нашли вариации гена ВАК1, которые, если смотреть по базе данных лейкоцитарных генов, встречаются крайне редко (меньше чем в 0,06% случаев). Возможно, именно эти вариации усиливают апоптоз и тем самым участвуют в развитии аневризмы.

Но в клетках крови ни одного из пациентов этих генных вариаций не было. Это первый важный результат. Он показывает, что ключевые для болезни мутации в данном случае появляются в течение жизни человека и только в данной ткани – в аорте.

Мутации возникают раньше, чем болезнь

Второй результат оказался еще более неожиданным: три из обнаруженных в ткани больной аорты мутаций были найдена и в пяти образцах ткани здоровой аорты. О причинах этого ученые пока могут только строить предположения.

Возможно, мутаций гена ВАК1 недостаточно для развития аневризмы. Есть другие гены, задействованные в апоптозе, и может быть, их мутации не менее важны. Возможно, мутации ключевых генов постепенно накапливаются в здоровой ткани и не сразу приводят к болезни. Возможно, их наличие объясняет предрасположенность человека к появлению аневризмы. И факторы риска — курение, повышенное давление и высокий уровень холестерина —при наличии мутаций работают на болезнь. «Поскольку аневризма – это результат хронических разрушительных процессов в сосуде, которые продолжаются годами, то даже небольшие изменения в склонности к апоптозу могут давать вклад в ее развитие», — считают ученые.

Вероятно, результаты работы касаются не только аневризмы аорты, но и других сосудистых заболеваний, например, сердечных или мозговых артерий. Но это еще предстоит исследовать.

Статья опубликована в журнале Human Mutation.