Μπορεί μια ανωμαλία στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο να εξηγεί κινητικές δυσκολίες που εμφανίζονται δεκαετίες αργότερα; Αυτή είναι η ερώτηση που διερευνά μια ερευνητική ομάδα του Université de Montréal, στο Κέντρο Ερευνών του Νοσοκομείου του Μόντρεαλ (CRCHUM), υπό την καθοδήγηση του νευροεπιστήμονα Éric Samarut και της υποψήφιας διδάκτορα Fanny Nobilleau. Η μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, ρίχνει νέο φως στους βιολογικούς μηχανισμούς πίσω από τις όψιμες παρεγκεφαλιδικές αταξίες – σπάνιες νευρολογικές διαταραχές που χαρακτηρίζονται από δυσκολίες στην κίνηση και τον συντονισμό.
Ένας κρίσιμος ρόλος για το γονίδιο RFC1
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το γονίδιο RFC1 παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση της παρεγκεφαλίδας, της περιοχής του εγκεφάλου που ελέγχει την ισορροπία και τον συντονισμό των κινήσεων. Μέχρι σήμερα, το RFC1 θεωρούνταν ένα «τεχνικό» γονίδιο, υπεύθυνο απλώς για τη διόρθωση λαθών του DNA κατά την κυτταρική αντιγραφή. Ωστόσο, η ομάδα του Samarut αποκάλυψε έναν απροσδόκητο ρόλο: κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, το RFC1 εκφράζεται κυρίως στην παρεγκεφαλίδα και όχι σε όλο το σώμα.
«Πιστεύαμε ότι το RFC1 λειτουργούσε σαν ένας γενικός ελεγκτής ποιότητας του DNA», εξηγεί ο Samarut. «Αλλά μελετώντας τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο, διαπιστώσαμε ότι είναι εξαιρετικά ενεργό στην παρεγκεφαλίδα, κάτι που δεν είχε ποτέ επισημανθεί μέχρι σήμερα».
Μελέτη σε ζωικά μοντέλα
Χρησιμοποιώντας μοντέλα ζέβρας (zebrafish) – έναν οργανισμό-πρότυπο για νευροβιολογικές έρευνες – οι επιστήμονες έδειξαν ότι η έλλειψη του γονιδίου RFC1 προκαλεί μαζικό κυτταρικό θάνατο σε κύτταρα που υπό φυσιολογικές συνθήκες θα εξελίσσονταν σε νευρώνες της παρεγκεφαλίδας. Το αποτέλεσμα είναι μια μορφολογική ανωμαλία του οργάνου ήδη από τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης.
«Είναι η πρώτη φορά που μια ερευνητική ομάδα μελετά τη λειτουργία του RFC1 in vivo», σημειώνει ο Samarut. «Αυτή η προσέγγιση είναι απαραίτητη πριν μπορέσουμε να εξαγάγουμε συμπεράσματα για τον άνθρωπο και τις σπάνιες νευρολογικές του διαταραχές». Η μελέτη αποκάλυψε ότι, απουσία του RFC1, τα πρόδρομα κύτταρα των νευρώνων συσσωρεύουν βλάβες στο DNA και οδηγούνται σε απόπτωση – έναν προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο που εμποδίζει τη φυσιολογική ανάπτυξη της παρεγκεφαλίδας.
Νέα εξήγηση για σπάνιες κινητικές διαταραχές
Η ανακάλυψη αυτή παρέχει πολύτιμα στοιχεία για την κατανόηση ασθενειών όπως το σύνδρομο CANVAS (Cerebellar Ataxia, Neuropathy, Vestibular Areflexia Syndrome). Πρόκειται για μια σπάνια κληρονομική διαταραχή, που συνήθως δεν συνοδεύεται από σαφή γενετική διάγνωση, αλλά έχει συνδεθεί με ανωμαλίες στο γονίδιο RFC1.
Οι ανωμαλίες αυτές οφείλονται σε επικίνδυνες επεκτάσεις στο DNA – δηλαδή σε περιπτώσεις όπου η γενετική «μηχανή» κάνει λάθη και προσθέτει περισσότερα νουκλεοτίδια από όσα χρειάζονται. Αυτές οι επιπλέον αλληλουχίες μπορεί να αλλάξουν τη φυσιολογική λειτουργία του γονιδίου και να επηρεάσουν την ανάπτυξη ή τη σταθερότητα των νευρώνων.
Αν και δεν είναι ακόμα πλήρως γνωστό πώς αυτές οι ανωμαλίες οδηγούν σε κινητικά προβλήματα, τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι η διαταραχή της φυσιολογικής λειτουργίας του RFC1 μπορεί να είναι το κλειδί.
«Αν η απουσία του RFC1 εμποδίζει τα κύτταρα της παρεγκεφαλίδας να αναπτυχθούν σωστά», σημειώνει ο Samarut, «ίσως αυτό να σημαίνει ότι το όργανο είναι ευάλωτο από τη γέννηση, και αυτή η ευαλωτότητα να εκδηλώνεται δεκαετίες αργότερα με κινητικές δυσκολίες».
Από τη θεωρία στη διάγνωση
Η ερευνητική ομάδα στοχεύει τώρα να εξετάσει αν η δραστηριότητα του RFC1 είναι πράγματι ελαττωματική σε ασθενείς με CANVAS και αν αυτή η δυσλειτουργία εξηγεί τις νευροεκφυλιστικές αλλοιώσεις που παρατηρούνται.
Αν τα ευρήματα επιβεβαιωθούν, θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε πρώιμη διάγνωση – ακόμη και πριν την εμφάνιση των συμπτωμάτων – επιτρέποντας στο μέλλον την ανάπτυξη προληπτικών ή στοχευμένων θεραπειών.
Προς το παρόν, οι όψιμες παρεγκεφαλιδικές αταξίες παραμένουν ανίατες και επηρεάζουν περίπου 1 έως 3 άτομα ανά 100.000. Ωστόσο, η κατανόηση της γενετικής και βιολογικής τους βάσης αποτελεί κρίσιμο βήμα για την ανάπτυξη θεραπειών.
Ένα νέο μονοπάτι για τη νευροεπιστήμη
Η μελέτη του Samarut και της ομάδας του αποκαλύπτει μηχανισμούς που δεν είχαν προηγουμένως περιγραφεί, ανοίγοντας νέους δρόμους για την έρευνα εκφυλιστικών νόσων όπως τα άτυπα παρκινσονικά σύνδρομα και η πολλαπλή συστημική ατροφία.
Αν και οι κλινικές εφαρμογές απέχουν ακόμη, το έργο τους αποτελεί σημαντικό ορόσημο: δείχνει πώς ένα «απλό» γονίδιο που κάποτε θεωρούνταν βοηθητικό στη συντήρηση του DNA, μπορεί να κρατά το κλειδί για τη σωστή ανάπτυξη και λειτουργία του εγκεφάλου.
Η ανακάλυψη αυτή δεν αποκαλύπτει μόνο τα μυστικά της παρεγκεφαλίδας, αλλά μας υπενθυμίζει ότι οι ρίζες των ασθενειών του γήρατος μπορεί να βρίσκονται πολύ νωρίτερα στη ζωή — ίσως ακόμη και στη γέννηση.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!