Daudzus gadus zinātnieki nevarēja saprast Viljamsa (vai Viljamsa-Burena) sindroma, retas ģenētiskas slimības, mehānismu, kas skar vidēji vienu no desmit tūkstošiem jaundzimušo. Amerikāņu ārsti ir tuvu nonākuši pie slimības risināšanas, izveidojot tās šūnu modeli. Sindroma neironiem raksturīgs palielināts dendrītu skaits un zema dzīvotspēja. Raksts tika publicēts žurnālā Nature.
Cilvēki ar Viljamsa sindromu dažādos dzīves posmos. Att. no raksta N Engl J Med 2010; 362: 239-52. no Viljamsas sindroma asociācijas vietnes.
Cilvēkiem ar Viljamsas sindromu (WS vai WBS angļu valodas literatūrā) ir raksturīgs izskats, kas līdzinās tautas elfim ar zemu pieri, plašu uzacu izkliedi, pogas degunu, lielu muti un retiem gariem zobiem. Tāpēc to sauc arī par "elfa seju".
Arī tiem, kas cieš no šīs slimības, ir samazināta garīgā attīstība, vienlaikus saglabājot dažas intelektuālās spējas, turklāt viņi izceļas ar izcilu augsto sabiedriskumu, draudzīgumu, viegli gludumu un labu raksturu.
Sindromu 1961. gadā aprakstīja Jaunzēlandes kardiologs Džons Kiprians Phipps Williams, kurš bija slavens ar to, ka 1969. gadā viņš pilnībā pameta savu karjeru, pārtrauca visas saites un pazuda, ik pa laikam parādoties Eiropā - jaunākā informācija par šo apbrīnojamo cilvēku ir datēta ar 2000. gadu. Vai 1922. gadā dzimušais Viljamss joprojām ir dzīvs, nav zināms.
Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka Viljamsa sindroms ir saistīts ar īpaša reģiona izdzēšanu no septītās hromosomas garā rokas. Trūkstošais fragments ir apmēram 3 miljoni bāzes pāri garš un ietekmē 26 gēnus.
Reklāmas video:
Tomēr, izņemot ievērojamo elastīna gēnu, kura zudums izpaužas kā patoloģiska asinsvadu sienas veidošanās, šo gēnu funkcijas lielākoties nav zināmas. Līdz ar to nav skaidrs slimības sākuma mehānisms, kas neļauj izveidot efektīvas ārstēšanas metodes.
Ārstu komanda no Kalifornijas Sandjego universitātes, ko vadīja Alsons Muotri, atlasīja piecus bērnus ar Viljamsa sindromu vecumā no 8 līdz 14 gadiem, izmantojot ģenētisko analīzi, apstiprināja viņu slimību un paņēma somatisko šūnu paraugus no iepriekš zaudēto zobu audiem.
Zobu pulpas šūnas, ieskaitot neironus, veidojas no vienas cilmes šūnu līnijas. Izmantojot Yamanaka signalizējošos olbaltumvielu faktorus, darba autori "atgriezās" pieaugušās diferencētās šūnas, kas izolētas no mīkstuma, tādā agrīnā stāvoklī. Un tad viņi sāka pārvēršanās par neironiem procesu un izpētīja šo šūnu īpašības.
Izrādījās, ka "sindroma neironi" anatomiski un fizioloģiski ievērojami atšķiras no normālā. Jo īpaši tie ir palēninājuši augšanu un dalīšanos un palielinājuši apoptozi. Neironos sazarojas vairāk dendrītu nekā parasti, un dendrītiem savukārt ir vairāk muguriņu. Tādējādi audiem, ko veido šīs šūnas, ir raksturīga ārkārtēja savienojamība starp šūnām un daudzām sinapsēm.
Turklāt zinātnieki parādīja, ka paaugstinātā apoptozes aktivitāte var būt saistīta ar vienu no gēniem, kas ir izdzēsti, FZD9, kura olbaltumvielu produkts ir iesaistīts šūnu dalīšanās regulēšanā. To apstiprināja eksperimenti ar FZD9 funkcijas traucējumiem līdzīgā neironu prekursoru šūnu līnijā, kas iegūta no veselu cilvēku celulozes šūnām.
"Jauns modelis, izmantojot indukcijas pluripotentās cilmes šūnas, aizpilda esošo plaisu izpratnē par Viljamsa sindroma šūnu bioloģiju," secina autori, "un tas var sniegt jaunu ieskatu slimības molekulārajos mehānismos un cilvēka sociālo smadzeņu darbā."