Найден новый ген, ассоциированный с развитием расщелины верхней губы и неба

Ученые выявили важнейший ген, ассоциированный с развитием расщелины верхней губы («заячьей губы») и неба («волчьей пасти»). По их мнению, новые данные станут значимым шагом, приближающим ученых к пониманию развития этих врожденных дефектов и разработки подходов для предотвращения патологий. Результаты опубликованы в журнале PLoS Genetics.

Расщелины верхней губы и неба (ВРГН) занимают второе по частоте место в структуре врожденных уродств и относятся к наиболее тяжелым порокам развития лица и челюстей, приводящим к значительным анатомическим (косметическим) и функциональным нарушениям. Ежегодно около 250 тыс. детей в мире рождаются с такой патологией.

Международная исследовательская команда под руководством ученых из Университета Ньюкасла (Newcastle University, Великобритания) и Университета Бонна (University of Bonn, Германия) продемонстрировала, что генетические варианты гена GREM1 (Gremlin 1) значительно повышают риск развития ВРГН у ребенка.

«Результаты исследования выявили ассоциативную взаимосвязь между геном GREM1 и клиническими характеристиками, характерными для расщелины верхней губы и неба, – говорит доктор Хейко Питерс (Heiko Peters) из Института Генетической Медицины при Университете Ньюкасла (Newcastle University's Institute of Genetic Medicine, Великобритания), один из авторов исследования. – Это очень важные сведения для данной научной области, поскольку они помогают понять сложное взаимодействие между генами, участвующими в различных этапах развития губы и неба». По словам ученого, заячья губа может возникнуть с или без расщелины неба.

Исследовательская команда изучила генетические и клинические данные, полученные от трех больших когорт пациентов. В результате была выявлена значимая ассоциация между областью 15-й хромосомы и развитием ВРГН.

Ученые провели исследования на лабораторных мышах, чтобы установить, в каких областях при развитии лица обычно активен ген GREM1 и как изменения его активности могут повлиять на состояние верхней губы и неба после рождения.

Результаты исследования показали, что не потеря функции гена GREM1, а его повышенная активность приводит к формированию расщелины верхней губы и/или неба.

Ген GREM1 – второй ген, который был ассоциирован с клиническими случаями, при которых могут одновременно возникать расщелина верхней губы и вторичного неба.

По словам доктора Питерса, полученные данные послужат основой для дальнейшего анализа гена GREM1 на культуре человеческих клеток и на модельных организмах, что позволит расширить представление о тех процессах, которые регулируют будущую форму лица у младенца.

Несмотря на то, что этот врожденный дефект не опасен для жизни человека, имеющего доступ к постнатальной хирургии, ВРГН требует работы многопрофильной команды специалистов, включая отоларинголога, ортодонта и логопеда.

Дети с ВРГН могут иметь проблемы с зубами и страдать нарушениями речи, кроме того, у них повышенный риск развития тяжелых инфекционных заболеваний уха и потери слуха.

В настоящее время ученые располагают лишь фрагментарной картиной о том, какие гены участвуют в развитии губ и неба, а также о том, как факторы окружающей среды могут взаимодействовать с генетическими факторами риска.

Чтобы создать эффективные методы профилактики, ученые должны определить генетические факторы риска и понять, как взаимодействия между генами и генами с окружающей средой влияют на развитие губ и неба.

Поскольку неуклонно растет применение методов персонализированной медицины, понимание того, как генетические изменения воздействуют на процессы развития плода, становится все более актуальным.

Это особенно важно для таких заболеваний, как заячья губа и волчья пасть, развитие которых, похоже, обусловлено сочетанием генетических и экологических факторов, таких, как курение или некоторые медикаменты, принимаемые матерью.

Дальнейшие исследования будут направлены на выявление генов и факторов окружающей среды, которые взаимодействуют с геном GREM1.

По словам доктора Лоры Йетс (Laura Yates), консультанта в области клинической генетики из Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, семьи, которые ежедневно приходят в генетические клиники, как правило, имеют два вопроса. «Во-первых, они хотят знать, что является причиной аномалии развития, повлиявшей на их ребенка или на них самих, а, во-вторых, можно ли вылечить это заболевание или предотвратить его развитие во время будущей беременности? – говорит Йетс. – Подобные исследования помогут врачам ответить на вопросы пациентов, имеющие отношение к ним и их семьям, а не только к общей статистике».

По мнению Йетс, сегодня ученые далеки от окончательного понимания того, как генетические факторы матери и плода, а также воздействие внешних или экологических факторов, влияют на развитие плода в утробе матери.

По мере роста применения методов персонализированной медицины актуальность исследования того, как генетические изменения воздействуют на процесс развития плода, будет неуклонно расти. (фото: © poplasen / Fotolia)

По материалам Newcastle University

Оригинальная статья:
Kerstin U. Ludwig, Syeda Tasnim Ahmed, Anne C. Böhmer, Nasim Bahram Sangani, Sheryil Varghese, Johanna Klamt, Hannah Schuenke, Pinar Gültepe, Andrea Hofmann, Michele Rubini, Khalid Ahmed Aldhorae, Regine P. Steegers-Theunissen, Augusto Rojas-Martinez, Rudolf Reiter, Guntram Borck, Michael Knapp, Mitsushiro Nakatomi, Daniel Graf, Elisabeth Mangold, Heiko Peters. Meta-analysis Reveals Genome-Wide Significance at 15q13 for Nonsyndromic Clefting of Both the Lip and the Palate, and Functional Analyses Implicate GREM1 As a Plausible Causative Gene. PLOS Genetics, 2016; 12 (3): e1005914 DOI: 10.1371/journal.pgen.1005914