Серповидно-клеточная анемия — это наследственное заболевание крови, при котором эритроциты ведут себя ненормально и могут закупоривать кровеносные сосуды, что приводит к острым непредсказуемым болезненным приступам, называемым серповидно-клеточным кризисом, которые обычно длятся неделю. Периодические серповидные кризы и хроническая анемия приводят к серьезным осложнениям со стороны суставов, костей, легких, глаз, головного мозга, печени и почек и к преждевременной смерти. Талассемия — это группа наследственных заболеваний крови, при которых вырабатывается недостаточное количество гемоглобина — переносчика кислорода в клетках крови, что приводит к анемии.
Симптомы бета-талассемии могут варьироваться от умеренных до тяжелых, причем наиболее тяжелая форма требует переливания крови на всю оставшуюся жизнь. Единственным «лекарством» как от серповидноклеточной анемии, так и от бета-талассемии является трансплантация костного мозга, но этот вариант доступен лишь небольшому количеству пациентов.Исследования показали, что носители этих состояний защищены от малярии; наличие одной копии гена серповидных клеток значительно увеличивает ваши шансы на выживание от малярии. В результате эти заболевания крови более распространены в тех частях мира, где распространена малярия.
Однако серповидно-клеточная анемия быстро становится проблемой общественного здравоохранения как во всем мире, так и в Великобритании, где она является наиболее распространенным тяжелым генетическим заболеванием, которым страдают около 13 000 человек.В новом исследовании, опубликованном в Annals of Human Genetics, рассматривались генетические факторы, которые могут снизить тяжесть этих заболеваний крови. Обычно наши тела вырабатывают гемоглобин плода, находясь в утробе матери, но затем переключаются на другую форму гемоглобина, гемоглобин взрослых, при рождении. Однако мы продолжаем производить очень небольшое количество гемоглобина плода во взрослом возрасте, у одних больше, чем у других.
Пациенты, у которых есть генетические факторы, увеличивающие продукцию гемоглобина плода, как правило, имеют более легкие симптомы заболевания крови.Изучая пациентов африканского и южноазиатского происхождения, авторы заметили, что один из таких факторов, генетический вариант, контролирующий ген регулятора красных кровяных телец MYB — «вариант энхансера MYB» — на хромосоме 6, имеет сходную генетическую структуру не только. в обеих группах пациентов, но также и у здоровых людей, в том числе выходцев из Северной Европы, где талассемия и серповидноклеточная анемия встречаются редко. Это заставило авторов предположить, что полезные варианты энхансера MYB, которые способствуют развитию гемоглобина плода в организме, являются общей чертой человеческих популяций во всем мире и могут иметь общее происхождение.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда исследовала генетические сигнатуры таких вариантов в общедоступных данных генома, полученных от мирового населения, чтобы выяснить, существуют ли они в других этнических группах. Они обнаружили сигнатуры для двух разных типов вариантов энхансера MYB, HMIP-2A и HMIP-B, в основных группах населения и почти во всех этнических группах, охваченных данными.
Оба варианта встречаются в Африке к югу от Сахары, но только с низкой частотой. В большей части остального мира аллели объединились, образуя HMIP-2A-B, и эта комбинация относительно распространена в Европе, Южной Азии и Китае. HMIP-2B по отдельности распространен у народов Дальнего Востока Азии и индейцев, что иллюстрирует их связь через Берингов пролив.Команда также проверила недавние данные о последовательности генома у наших вымерших кузенов, неандертальцев и денисовцев, а также у больших обезьян, но не обнаружила ни HMIP-2A, ни HMIP-2B.
Из этого авторы делают вывод, что варианты энхансера MYB, которые модулируют тяжесть серповидно-клеточной анемии и бета-талассемии, дважды возникали у современных людей, в Африке, а затем распространились по остальному миру. Однако это, вероятно, произошло задолго до того, как наследственные заболевания крови стали распространенными, и поэтому факторы окружающей среды, которые способствовали таким вариантам у этих ранних людей, не ясны.На следующем этапе исследования будет изучено, какие факторы отбора или преимущества могли способствовать нынешнему распределению вариантов в популяции. Давление отбора может включать факторы питания, такие как наличие железа в рационе, или особые требования к производству эритроцитов, такие как адаптация к большой высоте.
Доктор Стивен Мензель, соавтор кафедры молекулярной гематологии Королевского колледжа Лондона, говорит: «Пациенты с более легкими версиями заболеваний крови, благодаря их способности продолжать вырабатывать гемоглобин плода, несут генетические подсказки, которые помогают нам понять функция генов и биологических путей, участвующих в этих заболеваниях ».Профессор Сви Лэй Тейн, соавтор и консультант-гематолог больницы Королевского колледжа NHS Foundation Trust, говорит: «King’s Health Partners заботится о самой большой группе пациентов с серповидно-клеточными клетками в Великобритании, насчитывающая примерно 2500 пациентов.
Хотя новорожденный в Великобритании теперь можно ожидать, что доживет до взрослого возраста, у взрослых заболевание превратилось в хроническое изнурительное заболевание с острой или хронической болью и поражениями органов. Мы надеемся, что наши исследования помогут разработать биомаркеры и, в конечном итоге, превентивные методы лечения наследственных заболеваний крови ».