Skip to main content

Identification of novel genes and mechanisms for PCD and male infertility

Article Category

Article available in the folowing languages:

Zidentyfikowano nowe geny odpowiedzialne za pierwotną dyskinezę rzęsek i męską bezpłodność

Pierwotna dyskineza rzęsek (ang. primary ciliary dyskinesia, PCD) to rzadka choroba genetyczna wiązana z nawracającymi stanami zapalnymi płuc i zatok. Europejscy naukowcy ujawnili ważne mechanizmy i warianty genetyczne odpowiadające za niepłodność u mężczyzn dotkniętych PCD.

Zdrowie

PCD jest wywołana mutacjami genów, które kontrolują strukturę i funkcję rzęsek. Rzęski to włoskowate wypustki na powierzchni komórek, które poruszają się ruchem przypominającym falę, odpychając wdychane przez człowieka cząstki i bakterie. Osoby, u których dochodzi do upośledzenia funkcji rzęsek, są bardziej podatne na infekcje płuc, zatok i uszu. Do dziś zidentyfikowano mutacje odpowiedzialne za wywoływanie PCD w ponad 50 genach, jednak często chorzy nie słyszą odpowiedniej diagnozy, co oczywiście przekłada się na leczenie i opiekę nad pacjentem.

Genetyczne uwarunkowania niepłodności u mężczyzn z PCD

Rzęski ruchome i ogon plemnika mają taką samą strukturę modułową, dlatego można się spodziewać, że upośledzona funkcja rzęsek będzie przyczyną niepłodności męskiej. Podjęty przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projekt PCDfert był poświęcony zbadaniu wpływ mutacji PCD na rozwój plemników. Stypendystka programu Anu Sironen wyjaśnia: „Naszym celem było zbadanie roli struktur związanych z rzęskami w męskiej płodności i wskazanie nowych wariantów genetycznych wywołujących PCD i męską niepłodność”. Aby powiązać mutacje z męską niepłodnością, naukowcy zebrali próbki od brytyjskich i fińskich pacjentów z PCD, a następnie zastosowali podejście sekwencjonowania całego egzomu (ang. whole exome sequencing, WES), aby sprawdzić warianty sekwencji DNA w genach związanych z rzęskami. Oprócz objawów ze strony układu oddechowego i przewlekłych infekcji obserwowano i badano wady w budowie i ruchliwości plemników. Analiza strukturalna i funkcjonalna sugerowała związek między niepłodnością u mężczyzn z PCD a defektami specyficznymi dla genów. Bioinformatyczne badanie przesiewowe genów związanych z rzęskami w danych WES pozwoliło zidentyfikować mutacje w genach HYDIN i CFAP300. Oba geny kodują czynniki związane ze strukturą i ruchliwością rzęsek, ale nie wydaje się by gdzie indziej na świecie mutacje były przyczyną PCD. Dowody wskazują, że są one raczej specyficzne dla populacji fińskiej, co sugeruje niezwykłe dziedzictwo chorobowe PCD, prawdopodobnie wynikające z mutacji ograniczonych do rodzimych fińskich przodków. Chociaż ten wniosek wymaga dalszych badań, pasuje on do znanego wyjątkowego fińskiego dziedzictwa PCD. Analiza nasienia w dużej grupie pacjentów z PCD w Zjednoczonym Królestwie wykazała poważny brak plemników u pacjentów z mutacjami DNAH5. Jednak gen DNAH5, który jest często zmieniony u pacjentów z PCD, nie jest wymagany do spermatogenezy. To odkrycie, jak stwierdza Sironen, „podkreśliło nierozpoznane znaczenie rzęsek ruchliwych w płodności męskiej” i doprowadziło do uzyskania kontynuacji finansowania projektu przez Radę ds. Badań Biotechnologicznych i Biologicznych w Zjednoczonym Królestwie. Naukowcy zamierzają zbadać istnienie męskich rzęsek zlokalizowanych w przewodzie odprowadzającym i ich rolę w dojrzewaniu plemników, ich uwalnianiu i funkcjonowaniu.

Znaczenie wyników projektu PCDfert

Sironen była zaangażowana w przyjmowanie i rekrutację pacjentów za pośrednictwem grupy wsparcia rodzinnego dla pacjentów z PCD w Zjednoczonym Królestwie. Stypendystka działań „Maria Skłodowska-Curie” przedstawiła dane z badania PCDfert rodzinom dotkniętym PCD w sesjach pytań i odpowiedzi na temat PCD i niepłodności. „Projekt PCDfert był ważnym punktem wyjścia do połączenia wiedzy specjalistycznej w zakresie badań nad rzęskami i męską płodnością. Umożliwił też utworzenie sieci współpracy, która wcześniej nie istniała”, podkreśla. Naukowcy mają nadzieję rozwiązać wiele problemów związanych z niepłodnością u mężczyzn i ujawnić rolę rzęsek w produkcji nasienia, a także określić stan płodności pacjentów z PCD, u których występują różne mutacje. Oprócz podstawowej wiedzy wyniki uzyskane podczas trwania projektu PCDfert posłużą jako podstawa diagnostyki genetycznej PCD, poprawiając opiekę nad pacjentem i podnosząc jego jakość życia.

Słowa kluczowe

PCDfert, PCD, rzęski, nasienie, niepłodność, DNAH5

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania