Un studiu genetic de referinţă arată că anumite secvenţe foarte scurte de ADN, repetate de multe ori în genomul uman, devin tot mai instabile pe măsură ce înaintăm în vârstă, iar la unele persoane acest proces este mult accelerat genetic. În anumite situaţii, aceste modificări sunt asociate cu un risc semnificativ crescut de boli severe, sugerând noi direcţii pentru detectarea timpurie a deteriorării genetice.
Cercetarea s-a bazat pe analiza datelor genetice provenite de la peste 900.000 de persoane şi arată că aceste regiuni repetitive ale ADN-ului se extind progresiv odată cu înaintarea în vârstă.
Analiza a evidenţiat faptul că variaţiile genetice moştenite pot influenţa puternic viteza acestui proces, astfel încât la unele persoane extinderea acestor secvenţe are loc de până la patru ori mai rapid decât la altele.
În unele cazuri, extinderea acestor repetiţii a fost asociată cu probleme grave de sănătate, inclusiv insuficienţă renală şi boli hepatice.
Repetiţiile extinse de ADN sunt deja cunoscute ca fiind responsabile pentru peste 60 de afecţiuni ereditare, care apar atunci când aceste secvenţe depăşesc o anumită lungime şi perturbă funcţionarea normală a celulelor.
Exemple bine cunoscute includ boala Huntington, distrofia miotonică şi unele forme de scleroză laterală amiotrofică (SLA). Deşi majoritatea oamenilor prezintă astfel de repetiţii ADN care cresc lent de-a lungul vieţii, amploarea fenomenului şi factorii genetici implicaţi nu fuseseră analizaţi anterior la scara populaţiei.
Noul studiu arată că instabilitatea acestor regiuni este mult mai frecventă decât se credea şi identifică zeci de gene implicate în controlul procesului, deschizând perspective pentru dezvoltarea unor intervenţii care să încetinească evoluţia bolilor asociate.
Cercetătorii de la University of California, Los Angeles (UCLA), Broad Institute of MIT şi Facultatea de Medicină a Universităţii Harvard au analizat date de secvenţiere a întregului genom de la 490.416 participanţi din UK Biobank şi 414.830 participanţi din programul All of Us.
Pentru această analiză, cercetătorii au dezvoltat programe de analiză genetică capabile să detecteze şi să măsoare lungimea şi instabilitatea repetiţiilor de ADN.
Au fost evaluate peste 356.000 de regiuni repetitive variabile, pentru a vedea cum creşte lungimea acestora în timp, pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, şi ce diferenţe genetice determină ca acest lucru să se întâmple mai repede sau mai lent.
De asemenea, au fost căutate asocieri între extinderea repetiţiilor ADN şi mii de rezultate clinice, pentru a descoperi legături necunoscute anterior cu bolile umane.
Rezultatele arată că repetiţiile comune din celulele sanguine cresc constant odată cu vârsta şi că există 29 de regiuni genomice în care variaţiile genetice moştenite modifică semnificativ viteza acestui proces.
Studiul a arătat că genele implicate în repararea ADN-ului nu au un efect uniform. O variantă genetică care stabilizează o anumită secvenţă repetitivă, protejând o anumită regiune a genomului poate poate destabiliza o alta.
Cercetătorii au didentificat şi o afecţiune nouă, determinată de extinderea unor repetiţii de ADN în interiorul genei GLS .Această modificare, prezentă la aproximativ 0,03% din populaţie, a fost asociată cu un risc de 14 ori mai mare de boală renală severă şi de trei ori mai mare de boală hepatică.
Autorii sugerează că măsurarea creşterii în lungime a repetiţiilor de ADN în sânge ar putea deveni un marker util pentru evaluarea viitoarelor terapii menite să încetinească acest proces în afecţiuni precum boala Huntington.
Metodele de analiză computerizată dezvoltate în acest studiu pot fi aplicate şi altor baze de date genetice de mari dimensiuni, pentru a detecta regiuni de ADN instabile şi a identifica noi asocieri cu anumite boli.
Cercetătorii subliniază că sunt necesare experimente de laborator suplimentare pentru a explica de ce aceleaşi variaţii genetice pot stabiliza unele repetiţii de ADN, dar pot face altele mai instabile, precum şi pentru a clarifica cum funcţionează mecanismele de reparare a ADN-ului în funcţie de contextul genetic.
Potrivit autoarei principale a studiului, Margaux L. A. Hujoel, profesor asistent la Facultatea de Medicină David Geffen din cadrul UCLA, majoritatea oamenilor au în genom secvenţe repetitive de ADN care îşi măresc lungimea pe măsură ce îmbătrânesc, iar faptul că acest proces este puternic influenţat genetic sugerează existenţa unor posibile ţinte pentru viitoare intervenţii terapeutice.
Cercetarea a fost publicată miercuri, în revista Nature.
