Όλοι μας έχουμε πει ή έχουμε ακούσει τη φράση «κρύα χέρια, ζεστή καρδιά», ωστόσο νέα έρευνα ερευνητών της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια αποκάλυψε πώς οι διαφορές θερμοκρασίας μέσα στο σώμα μπορούν να καθορίσουν πού θα αναπτυχθούν συγκεκριμένες ασθένειες.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο Proceedings of the National Academy of Sciences, αποκαλύπτουν ότι μια μεμονωμένη γονιδιακή μετάλλαξη μπορεί να έχει δραματικά διαφορετικές επιπτώσεις, ανάλογα με το αν είναι ενεργή σε πιο δροσερό περιβάλλον του σώματος, όπως το δέρμα ή σε θερμότερα εσωτερικά όργανα, όπως η καρδιά.
Ένα γονίδιο, διαφορετικά αποτελέσματα
Στο επίκεντρο της ανακάλυψης βρίσκεται το γονίδιο TRPM4, που παρέχει οδηγίες για τη δημιουργία μιας πρωτεΐνης που λειτουργεί ως πύλη στα κύτταρα.
Αυτή η πύλη ανοίγει όταν αυξάνεται το ασβέστιο μέσα στο κύτταρο, επιτρέποντας σε θετικά φορτισμένα ιόντα, όπως το νάτριο, να εισέλθουν στο κύτταρο και να επηρεάσουν την ηλεκτρική του δραστηριότητα. Αυτός ο μηχανισμός είναι απαραίτητος σε πολλά μέρη του σώματος.
Στην καρδιά, βοηθά στη ρύθμιση του ρυθμού, ενώ στο δέρμα και το ανοσοποιητικό σύστημα, παίζει ρόλο στη φλεγμονή και την κίνηση των κυττάρων.
Για χρόνια, οι επιστήμονες προβληματίζονταν από ένα παράξενο μοτίβο: Ορισμένες μεταλλάξεις του TRPM4 προκαλούν καρδιακές διαταραχές, ενώ άλλες οδηγούν σε σπάνιες δερματικές παθήσεις – ποτέ, όμως, δεν εμφανίζονται και τα δύο στον ίδιο ασθενή.
«Αυτό ήταν ένα μυστήριο που παρέμενε άλυτο για καιρό», δήλωσε ο Yuhua Tian, κύριος συγγραφέας της μελέτης.
«Τώρα γνωρίζουμε ότι δεν έχει σημασία μόνο η ίδια η μετάλλαξη, αλλά και το πού και υπό ποιες συνθήκες δραστηριοποιείται η πρωτεΐνη».
Ο ρόλος της θερμοκρασίας
Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ότι η δραστηριότητα του TRPM4 ελέγχεται από έναν συνδυασμό τριών παραγόντων:
– Τα επίπεδα ασβεστίου μέσα στα κύτταρα
– Ένα λιπίδιο της μεμβράνης που ονομάζεται PIP2, το οποίο ρυθμίζει τη δραστηριότητα του διαύλου
– Τη θερμοκρασία, η οποία ποικίλλει μεταξύ των διαφόρων μερών του σώματος
Μαζί, αυτά τα στοιχεία λειτουργούν σαν ένας λεπτομερώς ρυθμισμένος διακόπτης, που καθορίζει πότε και πού ενεργοποιείται το γονίδιο.
Η θερμοκρασία, ιδιαίτερα, αναδείχθηκε ως βασικός διαχωριστικός παράγοντας:
Οι μεταλλάξεις που συνδέονται με δερματικές παθήσεις παραμένουν ενεργές σε χαμηλότερες θερμοκρασίες – που συνήθως συναντώνται σε περιοχές όπως τα χέρια και τα πόδια, όπου η θερμοκρασία του δέρματος κυμαίνεται μεταξύ 25°C και 30°C.
Σε κανονική εσωτερική θερμοκρασία σώματος (37°C), ωστόσο, αυτή η ανώμαλη δραστηριότητα εξαφανίζεται.
Αντίθετα, οι μεταλλάξεις που σχετίζονται με καρδιακές παθήσεις συμπεριφέρονται με τον αντίθετο τρόπο – ενεργοποιούνται μόνο στην εσωτερική θερμοκρασία του σώματος, ενισχύοντας την ηλεκτρική σηματοδότηση στα καρδιακά κύτταρα, ενώ παραμένουν σε μεγάλο βαθμό ανενεργές στον ψυχρότερο δερματικό ιστό.
«Αυτό εξηγεί γιατί οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν το δέρμα δεν επηρεάζουν την καρδιά και το αντίστροφο», δήλωσε ο Jie Zheng, κύριος συγγραφέας της μελέτης.
«Η πρωτεΐνη ανταποκρίνεται στο τοπικό της περιβάλλον».
Λύνοντας ένα ιατρικό αίνιγμα
Τα ευρήματα βοηθούν να διευκρινιστεί γιατί ορισμένες γενετικές παθήσεις εμφανίζονται σε συγκεκριμένους ιστούς, παρά το γεγονός ότι εμπλέκουν το ίδιο γονίδιο.
Για παράδειγμα, ορισμένες μεταλλάξεις του TRPM4 συνδέονται με κληρονομικές διαταραχές του καρδιακού ρυθμού, όπως η νόσος Lenegre και το σύνδρομο Brugada. Άλλες σχετίζονται με σπάνιες δερματικές παθήσεις, όπως η προοδευτική συμμετρική ερυθροκερατοδερμία (PSEK).
Μέχρι τώρα, δεν ήταν σαφές γιατί αυτές οι παθήσεις παρέμεναν αμοιβαία αποκλειόμενες. Τα παραδοσιακά γενετικά μοντέλα δεν μπορούσαν να εξηγήσουν πλήρως γιατί μια υπερδραστήρια πρωτεΐνη δεν επηρεάζει όλους τους ιστούς εξίσου.
Η νέα έρευνα υποδηλώνει ότι το περιβάλλον -ιδιαίτερα η θερμοκρασία και το κυτταρικό περιβάλλον- είναι εξίσου σημαντικό με την ίδια τη γενετική μετάλλαξη.
Σύμφωνα με τον Samuel Hwang, συν-συγγραφέα και δερματολόγο, τα ευρήματα θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί προσεγγίζουν τις γενετικές ασθένειες σε ευρύτερο επίπεδο.
«Αυτή η εργασία δείχνει ότι οι επιδράσεις μιας μετάλλαξης εξαρτώνται από το περιβάλλον του ιστού, όχι μόνο από την αλληλουχία του DNA», εξήγησε.
«Αυτή η διαπίστωση θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο ακριβείς και στοχευμένες θεραπείες». Εν ολίγοις, η έρευνα ανοίγει το δρόμο για καλύτερα διαγνωστικά εργαλεία και θεραπείες προσαρμοσμένες σε συγκεκριμένους ιστούς.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτές οι γνώσεις θα οδηγήσουν, τελικά, σε νέες θεραπευτικές στρατηγικές, καθοδηγώντας την ανάπτυξη φαρμάκων για κληρονομικές παθήσεις.
Το συμπέρασμα είναι σαφές:
Τα γονίδια δεν δρουν μεμονωμένα – οι επιδράσεις τους εξαρτώνται από το σημείο του σώματος στο οποίο βρίσκονται – και τι θερμοκρασία έχει το περιβάλλον αυτό.
