นักวิทยาศาสตร์จาก Salk Institute และ King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ในซาอุดิอาระเบียได้ค้นพบ DNA ที่กระจายอยู่รอบ ๆ จีโนมมนุษย์ซึ่งมีบทบาทในความผิดปกติของการแก่ก่อนวัย ในคนที่แก่ก่อนวัยหรือ progeria RNA ที่เข้ารหัสโดย DNA เคลื่อนที่นี้สร้างขึ้นภายในเซลล์ ยิ่งไปกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์พบว่าการปิดกั้น RNA นี้จะทำให้โรคในหนูกลับคืนสู่สภาพเดิม
ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Science Translational Medicine เมื่อวันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2565 มุ่งเน้นไปที่ชิ้นส่วนของ RNA ที่รู้จักกันในชื่อ LINE-1
Juan Carlos Izpisua Belmonte ศาสตราจารย์ในห้องปฏิบัติการ Gene Expression Laboratory และผู้อำนวยการของ Salk กล่าวว่า “การค้นพบนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกลุ่มอาการของ progeroid และวิธีการรักษาในขณะเดียวกันก็เน้นถึงความสำคัญของ LINE-1 RNA ในการชราภาพตามปกติ สถาบันวิทยาศาสตร์ Altos Labs ซานดิเอโก
กลุ่มอาการ Progeroid ซึ่งรวมถึงกลุ่มอาการ Hutchinson-Gilford progeria และกลุ่มอาการ Werner ทำให้เกิดการแก่เร็วขึ้นในเด็กและวัยรุ่น ผู้ป่วยไม่เพียงแต่จะมีรูปลักษณ์ที่โดดเด่นเท่านั้น แต่ยังมีอาการและโรคต่างๆ ที่มักเกี่ยวข้องกับอายุมากขึ้น เช่น โรคหัวใจ ต้อกระจก เบาหวานชนิดที่ 2 โรคกระดูกพรุน และมะเร็ง ขณะนี้ยังไม่มีวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับกลุ่มอาการโปรเจรอยด์
Izpisua Belmonte และเพื่อนร่วมงานของเขารู้ว่าหนึ่งในลายเซ็นระดับโมเลกุลของทั้งกลุ่มอาการชราปกติและกลุ่มอาการโปรเจรอยด์คือการจัดระเบียบโดยรวมของดีเอ็นเอที่เปลี่ยนแปลงไป เมื่อ DNA ถูกบรรจุลงในนิวเคลียสของเซลล์ต่างกัน มันจะเปลี่ยนยีนที่เซลล์สามารถเข้าถึงได้ ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมและการทำงานของเซลล์ได้อย่างมาก
นักวิทยาศาสตร์ยังทราบด้วยว่าจีโนมมนุษย์มีองค์ประกอบ LINE-1 หลายร้อยรายการที่แพร่กระจายและเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ จีโนม รวมทั้งเข้ารหัส LINE-1 RNA ยังไม่ค่อยเข้าใจการทำงานขององค์ประกอบเหล่านี้ แต่จะเปลี่ยนแปลงและเพิ่มจำนวนตามอายุ เช่นเดียวกับในโรคต่างๆ เช่น มะเร็งและโรคหลอดเลือดหัวใจ ทีมของ Izpisua Belmonte สงสัยว่าพวกเขาเปลี่ยนไปในกลุ่ม progeroid หรือไม่
Pradeep Reddy ผู้เขียนร่วมคนแรกกล่าวว่า “ลำดับการทำซ้ำเช่น LINE-1 เป็นส่วนใหญ่ของจีโนมของเรา แต่ไม่ค่อยให้ความสนใจกับผลของ LINE-1 RNA ที่เพิ่มขึ้นตามอายุในนิวเคลียส นักวิทยาศาสตร์พนักงานของ Salk และนักวิทยาศาสตร์หลักคนปัจจุบันที่ Altos Labs
นักวิจัยศึกษาเซลล์ที่ได้มาจากผู้ป่วยกลุ่มอาการโปรเจรอยด์ และพบว่ามี LINE-1 RNA มากกว่าเซลล์จากบุคคลที่มีสุขภาพดีสี่ถึงเจ็ดเท่า นอกจากนี้ พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าการสะสมของ LINE-1 RNA มาก่อนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สำคัญของ DNA ที่เกี่ยวข้องกับ progeria แล้ว
ทีมงานได้พัฒนาโมเลกุลที่สามารถจับกับ LINE-1 RNA โดยเฉพาะ ป้องกันไม่ให้ RNA สะสมและส่งผลกระทบต่อเซลล์ การรักษาแบบนี้ช่วยย้อนสัญญาณระดับโมเลกุลของ progeria ในเซลล์ที่แยกได้ และยืดอายุขัยของหนูที่มีการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่มักทำให้เกิดริ้วรอยก่อนวัย ในทั้งสองกรณี การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนเซลล์และโครงสร้างดีเอ็นเอเพิ่มขึ้นหลังการรักษา ในขณะที่การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับอายุ การอักเสบ และความเสียหายของดีเอ็นเอลดลง
“การกำหนดเป้าหมาย LINE-1 RNA อาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรค progeroid เช่นเดียวกับโรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุที่เชื่อมโยงกับ LINE-1 รวมถึง neuropsychiatric, ตา, ความผิดปกติของการเผาผลาญและมะเร็ง” Izpisua Belmonte ผู้ถือ ประธานโรเจอร์ กิลเลมิน “ในที่สุด เราคิดว่าแนวทางนี้อาจนำไปสู่การรักษาเพื่อช่วยขยายช่วงสุขภาพของมนุษย์”
นักวิจัยกำลังวางแผนการศึกษาในอนาคตเพื่อให้เข้าใจถึงสาเหตุของการสะสมของ LINE-1 RNA และวิธีป้องกันด้วยยาในผู้ป่วยที่เป็นมนุษย์ มีการยื่นคำขอรับสิทธิบัตรสำหรับงานปัจจุบันที่กำหนดเป้าหมายไปที่ LINE-1 RNA แล้ว
ผู้เขียนคนอื่นๆ ได้แก่ Javier Prieto Martinez และ Alejandro Ocampo of Salk; Mako Yamamoto และ Concepcion Rodriguez Esteban จาก Salk และ Altos Labs; Peng Liu, Dalila Bensaddek, Huoming Zhang, Leila Abassi, Mirko Celii, Arianna Mangiavacchi, Valerio Orlando และ Francesco Della Valle จาก KAUST; Alfonso Saera และ Riccardo Aiese Cigliano จาก Sequentia Biotech; Estrella Nuñez Delicado จาก Universidad Católica San Antonio de Murcia; และ Steve Horvath จาก Altos Labs
งานนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดย KAUST (BAS/1/01-01), โครงการทุนวิจัยเพื่อการแข่งขันของ KAUST, KAUST Smart Health Initiative, มูลนิธิ Moxie และ Universidad Católica San Antonio de Murcia
เกี่ยวกับสถาบัน Salk เพื่อการศึกษาทางชีววิทยา:
การรักษาทุกครั้งมีจุดเริ่มต้น สถาบัน Salk รวบรวมภารกิจของ Jonas Salk ในการกล้าที่จะทำให้ความฝันเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติและได้รับรางวัลต่างสำรวจพื้นฐานของชีวิต ค้นหาความเข้าใจใหม่ๆ ในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ พันธุศาสตร์ ภูมิคุ้มกันวิทยา และอื่นๆ สถาบันเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรอิสระและสถานที่สำคัญทางสถาปัตยกรรม: เลือกได้ทีละน้อย สนิทสนมกับธรรมชาติ และกล้าหาญเมื่อเผชิญกับความท้าทายใดๆ ไม่ว่าจะเป็นมะเร็งหรือโรคอัลไซเมอร์ การแก่ชราหรือโรคเบาหวาน Salk คือจุดเริ่มต้นของการรักษา เรียนรู้เพิ่มเติมที่: salk.edu
