Rejtélyes génkapcsoló zárhatja gyermektestbe a felnőtteket

Illusztráció

Alaposan átírhatja az öregedéssel kapcsolatos ismereteket Brooke Greenberg esete. Története az elmúlt években járta be a világsajtót. A csecsemőtestbe zárt húszéves lány kórképe annyira rejtélyes, hogy a kutatók az állapotot X-szindrómának keresztelték el. Azóta több sorstárs kilétére is fény derült, így megkezdődhettek az első átfogó vizsgálatok a betegségről.

A sejteknek és az összetett szervezeteknek folytonos kihívásokkal kell megbirkózniuk, hogy életben maradjanak. A sejtek állandóan károsodnak: a DNS mutálódik, a fehérjék tönkremennek, és szabad gyököknek nevezett rendkívül reakcióképes molekulák rongálják a sejtmembránokat. Az élet a genetikai adatok folyamatos másolásától és lefordításától függ. Bármilyen kifinomult az ezzel foglalkozó molekuláris gépezet, azért nem tökéletes.

Felhalmozódnak a különféle kijavítatlan molekulák és sejtkárosodások: ennyi az öregedés Forrás: SCANPIX/Johan Strindberg

Az öregedés azért következik be, mert a károsodások fölhalmozódnak, és idővel a test egészséges működése akadozni kezd. Az öregedés minden szinten érinti a szervezetet a molekuláktól a sejteken át a szervekig, ráadásul még az azonos típusú sejtek sem egyforma mértékben öregszenek. Noha semmilyen biológiai program nem határozza meg pontosan, mikor kell meghalni, egyre több bizonyíték utal arra, hogy bizonyos gének befolyásolják, mennyi ideig élünk.

Egyenetlen növekedés

Akik nem egészséges módon öregednek, gyakorlatilag egy kisgyermek testébe zárva élnek még jóval idősebb korukban is. A rendkívüli jelenség annyira új felismerés az orvostudományban, hogy egyelőre csak X-szindróma a neve.

A leghíresebb X-szindrómás eset az amerikai Brooke Greenberg. A lány gyakorlatilag húszéves koráig egy öt év körüli gyermek testébe zárva élte életét. 76 centiméter magas és 7,3 kilogramm súlyú volt, mentálisan pedig egy egyéves gyermek szintjén állt. A lányt több szakértőhöz is elvitték a szülei, az orvosok azonban tanácstalanul álltak az eset előtt.

A beteggel dr. Richard Walker öregedéskutató is foglalkozott, aki tanulmányozta a lány diagnózisát és a genetikai vizsgálatokkal kapcsolatos eredményeket. A kutató azt találta, hogy Brooke szervei és szövetei eltérő mértékben fejlődnek. Szellemileg egy alig 8 hónapos csecsemő szintjén állt, ugyanakkor fogai egy nyolcéves, csontjai pedig egy tízesztendős gyermekéhez voltak hasonlíthatók. Bár haja és körmei normálisan növekedtek, a pubertást soha nem érte el. A legellentmondásosabbnak mégis az tűnt, hogy a kromoszómavégeket fedő sapkák, a telomerák rendkívül gyorsan rövidültek, ami arra enged következtetni, hogy sejtjei az átlagnál gyorsabban öregedtek.

Walker ezt az állapotot fejlődési szervezetlenségnek keresztelte el. Brooke testének részei nem egységesen, hanem egymástól függetlenül, megkésve fejlődtek. Ez azt jelenti, hogy a lány tulajdonképpen nem állt meg az öregedésben, hanem szervezetlen módon fejlődött tovább. De mi okozhatta ezt a rendellenességet?

Forrás: Science Photo Library/Tek Image (Andrew Brookes) Ab St

Az öregedés mint leállíthatatlan fejlődés

Brooke esete kezdte megerősíteni Walker egy korábbi hipotézisét. A kutató elképzelése szerint ugyanis az öregedés nem más, mint az élőlények fejlődésének egy megkerülhetetlen velejárója.

A születéstől egészen a serdülőkorig a folyamatos változás kulcsfontosságú, a felnőttkor elérésével azonban sokkal inkább a testkarbantartó funkcióra lenne szükség. Ha készen állunk a tökéletes ház felépítésével, már nem akarunk további téglákat adni hozzá – szemlélteti egy hasonlattal Walker. Az evolúció során azonban nem fejlődött ki olyan kapcsoló, ami ezt az állandó fejlődést leállítaná. Ennek következtében az elkészült ház újabb és újabb téglával bővül. Ez kezdetben látszólag nem okoz gondot – egy megereszkedett tető itt, egy törött ablak ott, de később az alapok nem fogják bírni a kiegészítéseket, és a ház végül összedől. Walker szerint ez az öregedés.

Brooke esetében az volt különleges, hogy ő látszólag egy ilyen kapcsolóval született. A szindrómájáért felelős gént (vagy géneket) azonban rendkívül nehéz megtalálni, ezért a lány teljes genomját meg kellett volna vizsgálni betűről betűre. Ez azonban nem következhetett be, mert a család és a kutató kapcsolata megromlott, és a szülők nem járultak hozzá a további vizsgálatokhoz. Brooke 2013-ban meg is halt születéskori rendellenesség szövődménye miatt (a hörgő kötőszövete és elasztikus rostjai nem megfelelően fejlődtek ki).

Új lehetőség

A kilencéves Gabrielle Williams állapota megegyezik Brookéval. Az amerikai kislány treste megállt a fejlődésben, így egy újszülöttre hasonlít, számos születési rendellenességgel küzd. Walker 2011-ben kezdett el foglalkozni Gabrielle esetével. A Duke Egyetem kutatóinak segítségével sikerült megvizsgálni a kislány és a szülők genetikai állományát. A kutatás célpontja az exom feltérképezése volt. Ez a teljes genetikai állomány 2 százaléka, számos kutató szerint az itt keletkező mutációk felelősek a betegségeket okozó mutációk 85 százalékáért.

A vizsgálat végén a kutatók két eredményre jutottak. Az egyik, hogy Gabrielle állapota nem magyarázható öröklődő betegséggel, tehát a felelős mutáció valószínűleg a fogantatás után következhetett be. A másik eredmény, hogy a kislány exomjában számos mutációt találtak. Ezek közül azonban önmagában lehetetlen megállapítani a bűnös gén kilétét, szükség van összehasonlítási alapra. A kutatóknak tehát találniuk kellett legalább még egy másik X-szindrómában szenvedő beteget.

Több kutatás is kezdődött

Walkernek az elmúlt időszakban sikerült hét újabb X-szindrómás pácienst összegyűjtenie. A következő feladat ezeknek a betegeknek és szüleiknek a genetikai vizsgálata lesz. A genom és a lehetséges mutációk alapos vizsgálata mellett a szakember tanulmányozni fogja a nem genetikai eredetű külső tényezők (környezet, mérgező anyagoknak való kitettség) szerepét is. A vérmintákat idén július elején sikerült begyűjteni.

DNS-vizsgálat előkészületei Forrás: dpa Picture-Alliance/AFP/Bodo Schackow

Walker kutatásával párhuzamosan egy másik vizsgálat is zajlik. Miután Brooke Greenberg szülei megszakították együttműködésüket Walkerrel, egy másik szakemberhez, Eric Schadthoz fordultak, aki az Icahn School of Medicine kutatója, és a ritka betegségekben szenvedő emberek génállományának feltérképezésével szerzett hírnevet.

Schadt megvizsgálta Brooke genomját, valamint szüleinek és testvéreinek exomját. Kiderült, hogy a beteg lányban három eddig ismeretlen mutáció jelent meg, és közülük kettő az öregedéssel kapcsolatos. Ezt követően Schadt bőrsejtmintákat vett Brooke-tól, amiket őssejtekké programozott át. A szakember reményei szerint az őssejtek tanulmányozásával kiderülhet, milyen szerepet tölt be a három mutáció az X-szindróma kialakulásában – eredmények még nincsenek.