Η γενετική έρευνα συνεχίζει να αποκαλύπτει ότι η ζωή στο κυτταρικό επίπεδο είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό,τι παραδοσιακά θεωρούσαμε. Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα νέα δεδομένα αφορά το γεγονός ότι ένα και μόνο γονίδιο μπορεί να μην περιορίζεται στην παραγωγή μιας μοναδικής πρωτεΐνης — αντίθετα, μπορεί να παράγει πολλές διαφορετικές εκδοχές πρωτεϊνών, και αυτές οι εκδοχές να συνεισφέρουν με διαφορετικό τρόπο σε φυσιολογικές λειτουργίες και σε ασθένειες. Αυτό ανοίγει έναν νέο ορίζοντα στην κατανόηση της γενετικής, της διάγνωσης και πιθανώς της θεραπείας.
Τι συμβαίνει κυτταρικά και πώς προκύπτουν οι «εκδοχές» πρωτεϊνών
Στο εσωτερικό των κυττάρων, η διαδικασία μετάφρασης του γενετικού υλικού ξεκινά από ένα γονίδιο που δίνει εντολές να παραχθεί μια πρωτεΐνη. Ωστόσο, οι ερευνητές αποδεικνύουν ότι σε πολλές περιπτώσεις εντός ενός γονιδίου υπάρχουν πολλαπλά σημεία εκκίνησης (start codons), ή εναλλακτικές αλληλουχίες που επιτρέπουν στο ίδιο μόριο RNA να παράγει δύο ή περισσότερες πρωτεΐνες που διαφέρουν ως προς το μήκος, την περιοχή στο κύτταρο όπου μεταφέρονται ή και τη λειτουργία τους. Κάποιες «εκδοχές» φτάνουν στους μιτοχόνδριους, άλλες στο κυτταρόπλασμα ή στον πυρήνα.
Αυτό σημαίνει ότι μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο μπορεί να επηρεάσει μόνο μια εκδοχή της πρωτεΐνης, αφήνοντας την άλλη ανέπαφη — αλλά αυτό έχει συνέπειες. Για παράδειγμα, αν καταστραφεί η πρωτεΐνη που στον φυσιολογικό ιστό κατευθύνεται στα μιτοχόνδρια, αλλά η εκδοχή που πηγαίνει σε άλλη κυτταρική θέση παραμένει λειτουργική, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μια πιο «ήπια» μορφή ασθένειας ή μια διαφορετική εκδήλωση των συμπτωμάτων.
Γιατί αυτή η γνώση αλλάζει το παιχνίδι στη διάγνωση των γενετικών νόσων
Η παραδοσιακή προσέγγιση στη γενετική διάγνωση ήταν ότι κάθε γονίδιο παράγει μία πρωτεΐνη, και αν αυτή υποστεί μετάλλαξη, τότε υπάρχει κίνδυνος ασθένειας. Τώρα όμως γνωρίζουμε ότι χρειάζεται να ελέγξουμε αν το γονίδιο αυτό παράγει περισσότερες «εκδοχές», ποιες είναι αυτές και σε ποια κυτταρική θέση λειτουργούν. Αυτό εξηγεί γιατί κάποιες σπάνιες γενετικές παθήσεις παρουσιάζουν πολύ διαφορετικά συμπτώματα ή σοβαρότητα ανάμεσα σε άτομα που φέρουν μετάλλαξη στο ίδιο γονίδιο.
Για παράδειγμα, σε μια μελέτη που αφορούσε μια σπάνια μορφή αναιμίας συνδυασμένης με ανοσοανεπάρκεια, εντοπίστηκε ότι κάποιοι ασθενείς είχαν μετάλλαξη στην εκδοχή της πρωτεΐνης που κατευθύνεται στα μιτοχόνδρια και όχι στη γενική εκδοχή, και είχαν πολύ διαφορετική κλινική εικόνα. Η αναγνώριση της ύπαρξης εναλλακτικών πρωτεϊνών διευκόλυνε την κατανόηση του γιατί η ασθένεια έμοιαζε «ατυχώς» διαφορετική σε μερικούς ασθενείς.
Πρακτικές επιπτώσεις και τι σημαίνει αυτό για το μέλλον
Αυτή η νέα γνώση σημαίνει, πρώτον, ότι οι γενετικές εξετάσεις πρέπει να γίνονται πιο «λεπτομερείς»: να ελέγχουν όχι μόνο αν το γονίδιο είναι μεταλλαγμένο, αλλά και αν η μετάλλαξη επηρεάζει καθεμιά από τις εναλλακτικές πρωτεϊνικές εκδοχές. Δεύτερον, για τη φαρμακευτική και τη γονιδιακή θεραπεία ανοίγει η δυνατότητα στοχευμένων παρεμβάσεων: αν γνωρίζουμε ποια πρωτεΐνη εκδοχή δεν λειτουργεί σωστά, ίσως στο μέλλον μπορούμε να αναπτύξουμε θεραπεία που στοχεύει αυτήν ακριβώς την εκδοχή, αντί για ολόκληρο το γονίδιο ή όλες τις εκδοχές. Τρίτον, η έρευνα για σπάνιες ασθένειες μπορεί να γίνεται πιο αποδοτική: η κατανόηση της διαφοράς μεταξύ των εκδοχών μπορεί να οδηγήσει σε πιο σωστή εκτίμηση κινδύνου, πιο έγκαιρη διάγνωση και καλύτερη πρόβλεψη πορείας της ασθένειας.
Δύο βασικές προκλήσεις που απομένουν
Παρότι το επιστημονικό πεδίο προχωρά, παραμένουν προκλήσεις. Πρώτον, η χαρτογράφηση όλων των πρωτεϊνικών εκδοχών για κάθε γονίδιο και η κατανόηση της λειτουργίας τους είναι χρονοβόρα και τεχνικά δύσκολη. Πολλά γονίδια ενδέχεται να παράγουν εκδοχές που δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί. Δεύτερον, ο ιατρικός κόσμος και οι κλινικοί ιατροί χρειάζεται να ενημερωθούν και να εντάξουν αυτές τις γνώσεις στις πρακτικές διαγνωστικές διαδικασίες — συχνά η μετάφραση της έρευνας στην κλινική πράξη καθυστερεί.
Η ανακάλυψη ότι ένα γονίδιο μπορεί να παράγει περισσότερες εκδοχές πρωτεϊνών που διαδραματίζουν διαφορετικό ρόλο στον οργανισμό αλλά και στη νόσο αποτελεί σημαντικό βήμα στη βιολογία και τη γενετική ιατρική. Η επίδραση αυτής της γνώσης στην κατανόηση των γενετικών παθήσεων, στη διάγνωση και στη θεραπεία είναι τεράστια. Για τους ασθενείς με σπάνιες ασθένειες, αλλά και για τη γενικότερη κατεύθυνση της ιατρικής, η έρευνα αυτή ανοίγει τον δρόμο για πιο εξατομικευμένες παρεμβάσεις. Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να αποκαλύπτουν τα πολλαπλά «πρόσωπα» ενός γονιδίου, η υπόσχεση για πιο ακριβή ιατρική μετατρέπεται από φιλοδοξία σε πραγματικότητα.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!