Несмотря на то, что он затронул примерно 850 миллионов человек и является причиной 1 из 60 смертей во всем мире, существует мало методов лечения хронического заболевания почек. Понимание генетических вариаций, связанных с заболеванием, представляет собой важный шаг в разработке лекарств. Теперь, в одном из наиболее полных исследований ассоциаций на уровне генома в своем роде, исследователи из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали 182 гена, вероятно ответственных за функцию почек, многие из которых могут быть нацелены с помощью существующих лекарств, и 88 генов гипертонии. Кроме того, исследовательская группа определила ключевые типы клеток и механизмы, которые связаны с болезнью. Результаты были опубликованы в четверг в журнале Nature Genetics .
Это исследование дает одну из самых четких на сегодняшний день картин генетических основ хронического заболевания почек . По словам главного исследователя Каталин Сустак, доктора медицины, доктора философии, профессора отделения почечных электролитов и гипертонии в Пенсильвании, это открывает путь к выявлению потенциально критически необходимых методов лечения. ведущий автор Синь Шэн, доктор философии, научный сотрудник Пенсильванского университета.
«Это ключевая карта для понимания механизмов хронической болезни почек», - сказал Суштак. «К счастью, некоторые из генов, которые мы определили для заболевания почек, могут быть нацелены с помощью существующих лекарств».
Хроническая болезнь почек - это растущая глобальная проблема здравоохранения, а также экономическое бремя. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), общие расходы Medicare на пациентов с почечной недостаточностью достигли 36,6 миллиарда долларов в 2018 году, что составляет около 7 процентов всех оплаченных расходов на страхование Medicare. Хотя диабет и высокое кровяное давление играют ключевую роль в развитии хронического заболевания почек, это заболевание имеет сильный наследственный компонент, и все чаще признается , что генетические факторы вносят вклад в риск заболевания. Чтобы лучше понять генетические вариации, связанные с заболеванием почек, исследователи обратились к полногеномным ассоциативным исследованиям.(GWAS), которые включают сканирование вариаций ДНК по всему геному у сотен тысяч людей. Существующие генетические исследования выявили около 300 областей в геноме человека , которые связаны с заболеванием почек, но эти карты не смогли точно определить конкретные гены , типы клеток и механизмы.
«Существующие карты указывают регионы в геноме для наследственности почечных заболеваний, как и первоначальная карта сокровищ, но до сих пор мы не знали, где находится сундук с сокровищами и как он выглядит», - сказал Суштак. «Наша цель состояла в том, чтобы найти точное местоположение сокровища и открыть сундук, чтобы посмотреть, что находится внутри».
Одна из ключевых проблем при преобразовании генетических карт в конкретные гены заключается в том, что большинство генетических вариантов, которые могут вызывать заболевание почек, изменяют способ регуляции генов. Чтобы решить эту проблему, исследователи собрали 659 образцов почек человека - большую популяцию. После ручного анализа каждого образца ткани они проанализировали экспрессию каждого гена и генетическую вариацию .
Затем команда сгенерировала данные об экспрессии и регуляции генов для каждого типа клеток почек человека, используя недавно разработанный метод секвенирования отдельных клеток. Это позволило исследователям определить ключевые типы клеток, в которых генетический вариант вызывает неправильную экспрессию генов. Их результаты выявили около 200 генов функции почек , а также около 100 генов гипертонии. Наконец, исследователи прояснили механизмы, лежащие в основе нескольких существующих лекарств от болезней почек, включая ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента и блокаторы рецепторов ангиотензина, показывая, что они совпадают с генами, участвующими в заболевании.
«Мы использовали эти препараты в течение нескольких десятилетий, но теперь мы знаем, почему они так эффективны», - сказал Суштак. «Это исследование представляет собой очень важную веху для нефрологии и миллионов пациентов, страдающих в настоящее время хроническим заболеванием почек ».
