Эпилепсия — распространенное и серьезное заболевание, которым страдают около 50 миллионов человек во всем мире. Смертность среди людей с эпилепсией в два-три раза выше, чем среди населения в целом. Известно, что эпилепсия имеет сильный генетический компонент, но риск связан с множеством факторов, которые «распространяются» на сотни генов.
Определение того, как эти гены координируются в головном мозге, важно при поиске новых лекарств от эпилепсии. Это требует подходов, которые могут анализировать, как несколько генов работают вместе, вызывая болезнь.
Вместо изучения отдельных генов, что до сих пор было обычным подходом при эпилепсии, исследователи из Имперского колледжа Лондона разработали новые вычислительные и генетические методы для систематического анализа активности генов при эпилепсии. Это исследование, опубликованное в Nature Communications, впервые применяет подход «системной генетики» к эпилепсии.Исследователи изучили образцы ткани головного мозга, взятые у пациентов во время нейрохирургической операции по поводу их эпилепсии.
Исходя из этих образцов, они идентифицировали генную сеть, которая была очень активна в мозгу этих пациентов, а затем обнаружили, что несвязанный ген, Sestrin 3 (SESN3), действует как главный регулятор этой эпилептической генной сети. Это первый раз, когда SESN3 участвует в эпилепсии, и его координирующая роль была подтверждена в исследованиях на мышах и рыбках данио.Доктор Энрико Петретто из Центра клинических наук Совета по медицинским исследованиям (MRC) в Имперском колледже Лондона и соавтор исследования сказал: «Системная генетика позволяет нам понять, как несколько генов работают вместе, что намного эффективнее, чем смотреть на них. на эффект изолированного гена.
Это немного похоже на попытку схватить соперницу с футбольной командой. Если вы хотите помешать команде играть хорошо, вы не можете просто нацеливаться на отдельного игрока; вам сначала нужно понять, как команда Точно так же в системной генетике мы смотрим не только на один ген за раз, но на сеть или группу генов и функциональные отношения между ними при болезни.«После понимания того, как команда играет вместе, возможный подход к победе над сильной стороной состоит в том, чтобы определить главную контрольную точку, скажем, капитана или тренера, которая координирует действия игроков.
Это похоже на наш« главный регуляторный ген ». , которым в данном случае является SESN3. Если мы сможем разработать лекарство, нацеленное на этот ген в головном мозге, то есть надежда, что мы сможем повлиять на всю эпилептическую генную сеть, а не на отдельные ее части, и, в свою очередь, добиться более эффективного лечения ».Использование хирургических образцов ткани мозга дает уникальную возможность изучить, как гены координируются в мозге людей, страдающих эпилепсией. Пациенты с тяжелой височной эпилепсией, которые не реагируют на лекарства, могут пройти операцию по удалению части мозга для облегчения приступов.
Наше исследование позволило использовать образцы ткани мозга, пожертвованные 129 пациентами, для анализа генетической и функциональной активности, лежащей в основе их эпилепсии.Соавтор статьи, доктор Майкл Джонсон из Медицинского департамента Империал, сказал: «Это исследование является доказательством концепции нового научного подхода к эпилепсии. Существующие лекарства от эпилепсии являются только симптоматическим лечением; то есть они действуют, чтобы подавить судороги, но они не лечат основное заболевание.
Следовательно, мы обнаруживаем, что существующие лекарства не работают примерно у одной трети людей с эпилепсией. Здесь мы применили новый подход и определили сеть генов, лежащих в основе самой эпилепсии у этих пациентов, и сопоставили ее контроль с одним геном, SESN3. Это вселяет надежду, что новые методы лечения болезни могут быть разработаны для лечения самой эпилепсии.
«Imperial первой применила подход системной генетики к общим заболеваниям человека, и, применяя свою специализацию в области эпилепсии и работая в сотрудничестве с фармацевтическими компаниями и другими институтами по всему миру, мы определили SESN3 как новый« главный регуляторный »ген ключевых воспалительных процессов в головном мозге. это может быть потенциальной целью для новых и более эффективных методов лечения ».Исследователи Imperial сотрудничали с глобальной фармацевтической компанией UCB, а также с исследователями из Шеффилдского и Боннского университетов.
«В настоящее время мы проводим дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, как SESN3 контролирует эпилептическую генную сеть и, что более важно, как мы можем изменить ее для лечения эпилепсии», — сказал доктор Петретто. «Мы также планируем расширить применение нашего подхода к системной генетике к другим заболеваниям человеческого мозга, таким как болезнь Альцгеймера и нарушения развития нервной системы».