Νέα χαρτογράφηση πρωτεϊνών για τη διάγνωση σπάνιων κηλιοπαθειών
Σχεδόν κάθε ανθρώπινο κύτταρο διαθέτει μια δομή που μοιάζει με κέρατο και ονομάζεται πρωτογενής κίλιο, η οποία ανιχνεύει το περιβάλλον του κυττάρου και ελέγχει την αντίδρασή του σε σήματα από το περιβάλλον. Μια νέα έρευνα από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Σουηδία έχει χαρτογραφήσει και προσδιορίσει εκατοντάδες πρωτεΐνες που αποτελούν αυτές τις δομές, προσφέροντας νέες γνώσεις για μελλοντική έρευνα στη βιολογία των κηλίων, τους μηχανισμούς ασθενειών και πιθανές θεραπείες.
Σημαντικά ευρήματα της έρευνας
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell, περιλαμβάνει ερευνητές από το KTH Royal Institute of Technology και το Stanford University, οι οποίοι χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνικές απεικόνισης και αντισωμάτων για να χαρτογραφήσουν τις πρωτεΐνες μέσα στους πρωτογενείς κίλιους τριών τύπων ανθρώπινων κυττάρων. Ανάλυσαν περισσότερους από 128.000 ατομικούς κίλιους και προσδιόρισαν 715 πρωτεΐνες που βρίσκονται σε διάφορα μέρη του κίλιου, υπεύθυνες για την ανίχνευση μηχανικών ή χημικών σημάτων, όπως οι ορμόνες. Αυτοί οι πρωτογενείς κίλιοι διαφέρουν από τους κινητικούς κίλιους, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την κίνηση υγρών ή κυττάρων.
Κλινική σημασία και μελλοντικές εφαρμογές
Η καθηγήτρια Έμμα Λούντμπεργκ, ερευνήτρια στην κυτταρική και κλινική πρωτεομική στο KTH, αναφέρει ότι η μελέτη προσδιόρισε επίσης ένα πιθανό γονίδιο πίσω από διάφορες διαταραχές που σχετίζονται με δυσλειτουργίες του κίλιου. Αυτές οι διαταραχές μπορούν να επηρεάσουν πολλές περιοχές του σώματος, από τον εγκέφαλο και τα μάτια μέχρι τους νεφρούς και τα οστά. Επιπλέον, οι ερευνητές ανακάλυψαν 91 πρωτεΐνες που δεν είχαν ποτέ προηγουμένως συνδεθεί με κίλια.
Η μελέτη επεκτείνει την τρέχουσα κατανόηση των κηλίων, απεικονίζοντας τα ως εξαιρετικά προσαρμόσιμους και ευέλικτους επεξεργαστές πληροφοριών, οι οποίοι προσαρμόζουν τη σύνθεση των πρωτεϊνών τους για να καλύψουν τις ανάγκες του κυττάρου στο οποίο ανήκουν. Τα κύτταρα φαίνεται να προσαρμόζουν τη σύνθεση πρωτεϊνών των κηλίων τους για να εκτελούν συγκεκριμένα καθήκοντα ανίχνευσης. Αυτές οι νεοανακαλυφθείσες κηλιακές πρωτεΐνες εμπνέουν πολλές νέες υποθέσεις σχετικά με τα κίλια.
Με τη συνεργασία κλινικών από το Karolinska Institute στη Στοκχόλμη, η ομάδα διερεύνησε τη κλινική σημασία των ευρημάτων τους συγκρίνοντας τη λίστα πρωτεϊνών τους με γενετικά δεδομένα από ασθενείς με αδιάγνωστες συνδρόμες. Έτσι, βρήκαν μια γενετική παραλλαγή, CREB3, σε ένα παιδί με συμπτώματα που μοιάζουν με κηλιοπάθειες. Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης, Γιάν Χάνσεν, ερευνητής στο εργαστήριο που διευθύνει η Λούντμπεργκ στο Στάνφορντ, δηλώνει ότι αυτή η ανακάλυψη ανοίγει το δρόμο για την αναγνώριση νέων γονιδίων που προκαλούν ασθένειες και για μια καλύτερη κατανόηση σπάνιων διαταραχών.
Η έρευνα μπορεί επίσης να οδηγήσει σε καλύτερη ακρίβεια στη διάγνωση των κηλιοπαθειών, μιας κατηγορίας γενετικών διαταραχών όπου ένα ασθενές γονίδιο οδηγεί σε δυσλειτουργία των κηλίων. Οι ασθενείς παρουσιάζουν ποικιλία συμπτωμάτων, όπως έξι δάχτυλα ανά χέρι, ψυχικές αναπηρίες, τύφλωση ή νεφρικές ανωμαλίες. Ωστόσο, η σύνδεση σπάνιων ασθενειών με τα κίλια έχει περιοριστεί λόγω της δυσκολίας μελέτης της σύνθεσης των πρωτεϊνών των κηλίων. Ο χωρικός χάρτης των πρωτεϊνών των κηλίων μπορεί να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση και διάγνωση σπάνιων διαταραχών κηλιοπάθειας, στις οποίες οι ασθενείς παρουσιάζουν πολύ ποικιλόμορφα συμπτώματα.
Τα δεδομένα της μελέτης είναι δημόσια διαθέσιμα μέσω του Human Protein Atlas, μιας ανοιχτής πηγής για επιστήμονες και κλινικούς ιατρούς παγκοσμίως. Η Λούντμπεργκ δηλώνει: “Είμαι ένθερμος υποστηρικτής της ανοιχτής επιστήμης και είμαστε περήφανοι να μοιραζόμαστε αυτά τα αποτελέσματα ανοιχτά με την ερευνητική κοινότητα.” Στη Σουηδία, η έρευνα πραγματοποιήθηκε μέσω του Science for Life Laboratory (SciLifeLab), ενός κοινού ερευνητικού κέντρου για το KTH Royal Institute of Technology, το Karolinska Institutet, το Stockholm University και το Uppsala University. Στη μελέτη συμμετείχε επίσης το Chan Zuckerberg Imaging Institute.
