Studieren Mäusen mit einer genetischen Veränderung ähnelt dem, was in Kabuki -Syndrom, einer Erbkrankheit des Menschen gefunden , berichten Forscher der Johns Hopkins sie ein Antikrebsmittel verwendet haben, um "öffnen" DNA und Verbesserung der psychischen Funktion .
Zusammen mit einem Potenzial für die Behandlung der geistigen Behinderung in Kabuki-Syndrom gesehen , empfehlen die Ergebnisse der Studie auch eine neue Art des Denkens über eine Kategorie von genetischen Krankheiten als Mendelschen Erkrankungen des epigenetischen Maschinen bekannt ist, sagen die Forscher. Bei diesen Störungen , eine genetische Mutation verursacht Fehler in den Weg Proteine und Chemikalien zur DNA , die sich wiederum auf die Geschwindigkeit, mit der DNA bilden Proteine binden . Im Falle eines Kabuki-Syndrom - ähnlichen Zustand in Mäusen , die Forscher fanden , dass diese Fehler führen zu einem anhaltenden , aber behandelbare Rückgang Wachstum neuer Zellen in einem Teil des Gehirns . Ihre Studie ergänzt die immer deutlicher, dass Lernschwierigkeiten nicht immer irreversibel sein.
Ein Bericht über die Forschung wird online in der Zeitschrift Science Translational Medicine .
" Mendelschen Erkrankungen des epigenetischen Maschinen beeinflussen, wie " Paket " Zellen und DNA zu verwenden , so neigen sie dazu, kompliziert und weitreichende Auswirkungen haben", sagt Hans Bjornsson , MD, Ph.D., Assistant Professor für Pädiatrie und Genetik in der Johns Hopkins University School of Medicine der McKusick - Nathans Institut für Genetische Medizin . " Das Finden , dass ein Medikament kann einige der Symptome in dieser Gruppe von Erkrankungen zu lindern legt nahe, dass andere Mendelschen Erkrankungen des Histon- Maschinen können in ähnlicher Weise behandelt werden. " Bjornsson führte die Studie in Zusammenarbeit mit Harry " Hal " Dietz , MD, der Victor A. McKusick Professor für Medizin und Genetik und Direktor des William S. Smilow Zentrum für Marfan Syndrom Research.
Bjornsson köpft den McKusick - Nathans Epigenetics und Chromatin -Klinik. Seine Forschungsschwerpunkte Kabuki -Syndrom, die durch Mutationen in einem von zwei Genen, die Proteine, die DNA herum wickeln regeln verursacht wird. DNA rund um die Verpackungsproteine wird als Chromatin bekannt gewickelt ist; nur durch Bildung von Chromatin kann mehrere Meter von DNA passen in den kleinen Kommandozentralen der einzelnen Zellen . Aber um für eine Zelle , um die DNA zu lesen und ihn zu benutzen um neue Proteine für sich , muss die Chromatin vorübergehend öffnen .
Spezialisierte Enzyme , die oft als " Autoren " und " Radiergummi ", addieren oder subtrahieren chemischen Gruppen an die Verpackungsproteine zu helfen induzieren die Chromatin zu öffnen oder zu schließen . In den letzten Jahren haben andere Forscher festgestellt, dass Kabuki -Syndrom kann durch Mutationen zu einem von zwei Genen verursacht werden - eine für einen Schriftsteller , einen für ein Radiergummi - mit dem gleichen Nettoeffekt auf Chromatin Öffnung . Diese Feststellung führte Bjornsson und seine Mitarbeiter zu vermuten, dass Kabuki -Syndrom und ähnliche Bedingungen könnten durch ein Ungleichgewicht zwischen Chromatin die offenen und geschlossenen Zustände verursacht werden.
Wenn das stimmt, würde das bedeuten , dass Störungen des Histon- Maschinen konnte durch Veränderung der Balance zwischen offenen und geschlossenen Zustände behandelt werden , sagt Bjornsson . Um die Idee zu testen, Joel Benjamin , ein Doktorand in Bjornsson Labor , verwendeten Mäuse mit einer Mutation in einer der Kabuki-Syndrom -Genen und einem Zustand ähnlich Kabuki -Syndrom.
Wenn die Mäuse in ihrem jungen Erwachsenen Phase behandelt das Team sie mit AR- 42, einem Medikament für Krebserkrankungen des Blutes , die bereits bekannt war, zu öffnen, verdichtete Chromatin entwickelt. Nach zwei Wochen der Behandlung , setzten sie die Mäuse durch eine Bohrmaschine genannt Morris -Wasserlabyrinth , die ihre Fähigkeit, Erinnerungen in einer Region des Gehirns, dem Hippocampus bilden testet . Die behandelten Mäuse entwickelten sich besser als die unbehandelten Mäusen mit dem Kabuki -ähnlichen Zustand - etwa als auch gesunden Mäusen .
Untersuchung der Gehirne der behandelten Mäuse , sahen die Forscher, dass im Vergleich zu unbehandelten Kollegen, sie mehr neu gebildet hatte Neuronen in einem Teil des Hippocampus genannt Gyrus dentatus . " Der Gyrus dentatus ist wichtig für die Gedächtnisbildung , und es ist auch einer der wenigen Orte in erwachsenen Gehirn , wo wir sehen, neue Nervenzellen ", sagt Bjornsson . "Wir denken, dass, wenn die DNA Chromatin eröffnen , sind die Zellen in der Lage, " auftauchen " ein oder mehrere Gene für die neue Wachstum. "
Ärzte in der Regel betrachten die geistige Behinderung , die Erkrankungen wie Kabuki-Syndrom irreversibel zu sein begleitet , stellt Bjornsson . "Aber wir wissen jetzt, dass neue Gehirnzellen weiterhin im Laufe unseres Lebens zu bilden. Wenn Kabuki-Syndrom und verwandten Erkrankungen verursachen weniger Neuronen im Erwachsenenalter gemacht werden , anregend Neuronenwachstumkann eine wirksame Strategie für die Behandlung geistiger Behinderung ", sagt er. A Scottish Forschungsgruppe hat einen Weg neurologischen Funktionsstörungen bei Mäusen mit einer Bedingung ähnlich Rett-Syndrom , eine erbliche Erkrankung , die auch bewirkt, dass geistige Behinderung Reverse wiesen.
Eine Behandlung für jede angeborene geistige Behinderung in Menschen - darunter Kabuki -Syndrom - konnte immer noch einen Jahrzehnt oder mehr zu entwickeln , warnt Bjornsson . Seine nächsten Schritte werden zu Hause in auf den Gyrus dentatus sein zu sehen, ob es wirklich ist die Hauptquelle der Speicher Defekt in den Kabuki -Mäusen gefunden und zu erkunden , ob es andere potenzielle Medikamenten, die eine ähnliche Wirkung haben .