Jak starożytna mutacja może predysponować ludzi do chorób serca
Ludzie są jedynymi ssakami, u których w naturalny sposób rozwija się miażdżyca, zwężenie tętnic, które może powodować choroby serca. Badacze łączą to z utratą pojedynczego genu u naszych przodków około 2-3 milionów lat temu.
Choroby serca są główną przyczyną zgonów na całym świecie. W Stanach Zjednoczonych każdego roku z powodu tej choroby umiera ponad 600 000 osób.
Choroba wieńcowa jest najczęstszą chorobą serca. Przyczyną jest miażdżyca, która polega na stwardnieniu tętnic zaopatrujących serce w wyniku odkładania się płytki nazębnej.
Dr Ajit Varki, wybitny profesor medycyny oraz medycyny komórkowej i molekularnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego w La Jolla, od dawna interesuje się rozwojem miażdżycy u ludzi.
Kilka lat temu dr Varki i jego zespół zauważyli, że chociaż ludzie są podatni na miażdżycę, inne ssaki nie rozwijają tej choroby - chyba że naukowcy manipulują ich dietą lub genami w eksperymentach laboratoryjnych.
W nowym artykule pojawiającym się w Materiały z National Academy of Sciences w Stanach Zjednoczonych AmerykiDr Varki wraz ze współpracownikiem Philipem Gordtsem, docentem medycyny, wskazują na mutację genetyczną, która wystąpiła miliony lat temu.
Zespół opisuje, w jaki sposób może to przyczynić się do naszej wyjątkowej predyspozycji do rozwoju miażdżycy i, co za tym idzie, choroby wieńcowej serca.
Utrata cząsteczki cukru 2-3 miliony lat temu
W poprzednim artykule dr Varki wykazał, że ludziom - w przeciwieństwie do naszego bliskiego krewnego szympansa - brakuje funkcjonalnej wersji genu zwanego CMAH, co oznacza monofosforan cytydyny (CMP) -Nhydroksylaza kwasu acetyloneuraminowego (Neu5Ac).
Białko kodowane przez CMAH gen przekształca określoną cząsteczkę o nazwie Nkwas acetyloneuraminowy (Neu5Ac) do N-kwas glikoliloneuraminowy (Neu5Gc). Obie cząsteczki to kwasy sialowe, rodzina cząsteczek cukru, które odgrywają istotną rolę w wielu procesach biologicznych.
Badania dr Varki wskazują, że przodkowie ludzi stracili część ich CMAH gen około 2–3 miliony lat temu, uniemożliwiając współczesnym ludziom wytworzenie Neu5Gc. Zamiast tego nasze komórki polegają głównie na Neu5Ac jako głównym źródle kwasu sialowego.
Badanie myszy, których brakowało naukowcom za pomocą inżynierii genetycznej Cmah, a co za tym idzie, Neu5Gc, zespół zauważył 1,9-krotny wzrost miażdżycy w porównaniu z normalnymi myszami.
„Wydaje się, że zwiększone ryzyko jest spowodowane wieloma czynnikami, w tym nadpobudliwością białych krwinek i skłonnością do cukrzycy u myszy, podobnie jak u ludzi” - komentuje dr Varki.
Neu5Gc w czerwonym mięsie i miażdżycy
W kolejnych eksperymentach dr Varki i współpracownicy przetestowali wpływ diety bogatej w Neu5Gc na Cmah myszy z niedoborem.
Czerwone mięso jest gotowym źródłem Neu5Gc, który, jak wykazał wcześniej zespół dr Varki, powoduje przewlekłe zapalenie w ich mysim modelu.
Naukowcy zaobserwowali 2,44-krotny do 3,42-krotny wzrost miażdżycy w Cmahmyszy z niedoborem, które karmiły dietą bogatą w Neu5Gc i tłuszcz, w porównaniu z dietą bogatą w Neu5Ac i tłuszcz lub dietą bogatą w tłuszcz, ale bez kwasu sialowego.
„Ewolucyjna utrata CMAH u ludzi prawdopodobnie przyczynia się do predyspozycji do miażdżycy poprzez liczne wewnętrzne i zewnętrzne mechanizmy [dietetyczne]” - komentuje dr Varki w artykule.
„Ogólnie nasza praca może pomóc wyjaśnić, dlaczego miażdżyca tętnic i wynikające z niej powikłania CVD są bardzo częste u ludzi i dlaczego zdarzenia te rzadko występują spontanicznie u innych ssaków, przy braku manipulacji eksperymentalnych lub dietetycznych”.
Dr. Ajit Varki
Wiadomości medyczne dzisiaj zapytał dr Varki, jak jego zdaniem moglibyśmy zmniejszyć ryzyko rozwoju miażdżycy. Zasugerował, abyśmy „zdali sobie sprawę, że jako ludzie jesteśmy najbardziej zagrożeni”.
