پروتئین شبه هموگلوبین و رشد طبیعی قلب

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، در مطالعه ای که توسط دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند انجام شد، محققان برای اولین بار کشف کردند که نوع خاصی از پروتئین مشابه هموگلوبین به نام سیتوگلوبین، نقش مهمی در رشد قلب ایفا می کند. به طور خاص، بر الگوی صحیح چپ و راست قلب و سایر اندام های نامتقارن تأثیر می گذارد. این یافته ها در نهایت می تواند منجر به توسعه مداخلات درمانی جدید برای تغییر فرآیندهایی شود که منجر به این نقص ها می شود. این تیم از فناوری های ویرایش ژن CRISPR برای از بین بردن ژن سیتوگلوبین در گورخرماهی استفاده کرد. فقدان سیتوگلوبین باعث رشد جنین هایی با قلب آینه ای شد، به این معنی که قلب دارای الگوی چپ و راست معکوس بود. در انسان، سیتوگلوبین در فرآیندهای اکسید نیتریک نقش دارد، ترکیبی که به تنظیم جریان خون سالم به اندام ها کمک می کند.

از زمان کشف دو دهه پیش، سیتوگلوبین تقریباً در تمام بافت های انسانی بیان می شود، اما مکانیسم عملکرد این پروتئین تا حد زیادی ناشناخته بود. اکنون می دانیم که سیتوگلوبین می تواند در تعدیل و حفظ سطح اکسید نیتریک نقش داشته باشد و یافته جدید نشان می دهد که به طور مثبت تولید NO را برای اطمینان از عملکرد مناسب مژه ها تنظیم می کند و فقدان آن می تواند منجر به ناهنجاری های جانبی عمده اندام ها شود. برای انجام این مطالعه، تیم تحقیقاتی ژن سیتوگلوبین را در گورخرماهی از بین بردند و از دیدن این که منجر به نقص های چشمگیری در ساختار و مکان اندام ها در جنین های در حال رشد می شود، شگفت زده شدند. به عنوان مثال، قلب به جای سمت چپ در سمت راست ماهی قرار داشت و به جای سمت راست، یک حلقه به سمت چپ قرار داشت.

محققان دریافتند که سیتوگلوبین نقش حیاتی در ساختار و عملکرد ساختارهای ریز مو مانند به نام مژک ایفا می کند که عدم تقارن و رشد مناسب اندام ها را تعیین می کند. این اولین باری است که سیتوگلوبین یا هر یک از پروتئین های گلوبین مانند هموگلوبین در رشد جنین نقش دارد و کمبود آن می تواند با نقص های مادرزادی مرتبط باشد. همچنین این اولین بار است که سیتوگلوبین با عملکرد مژگان مرتبط است. چنین یافته ای می تواند راه را برای توسعه روش های درمانی برای نقایص نادر مادرزادی که بر حرکت مژه ها تأثیر می گذارد باز کند.

از هر 10000 تا 30000 نفر یک نفر با Dykinesia اولیه مژگانی (PCD) متولد می شود، یک بیماری نادر که مژک ها را تحت تاثیر قرار می دهد و می تواند باعث مشکلات تنفسی ناشی از مخاط ضخیم مسدود کننده راه های هوایی شود. سندرم کارتاگنر نوعی PCD است و شناخته شده است که باعث ایجاد نوعی نقص قلبی در گورخرماهی می شود که در آن قلب به طور غیر طبیعی در سمت راست قرار گرفته و چرخیده است. هیچ درمانی برای این عارضه وجود ندارد، فقط جراحی برای رفع هر گونه نقص قلبی و درمان برای مدیریت علائم. در حالی که ژن های خاصی شناسایی شده اند که باعث ایجاد حدود 70 درصد موارد PCD می شوند، سیتوگلوبین می تواند نقش کلیدی در 30 درصد موارد بدون علت ژنتیکی شناخته شده داشته باشد.