Các gen mới họ gen CDKL có liên quan đến rối loạn phát triển thần kinh

CDKL5, một trong 5 gen thuộc họ gen CDKL, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển thần kinh bình thường và liên quan đến chứng co giật. Tuy nhiên, vai trò quan trọng của bốn gen còn lại đối với sức khỏe và bệnh tật vẫn chưa được biết rõ.

Một nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Y Baylor và Viện Nghiên cứu Thần kinh Jan và Dan Duncan (Duncan NRI) thuộc Bệnh viện Nhi Texas dẫn đầu đã làm sâu sắc thêm sự hiểu biết của chúng ta về hai thành viên khác của họ CDKL: CDKL2 và CDKL1. Nghiên cứu tron phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Oguz Kanca và Hugo Bellen đã chứng minh rằng các biến thể trong các gen này có thể gây ra các tình trạng rối loạn phát triển thần kinh, bao gồm cả động kinh.

Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất một cơ chế mà các biến thể khiếm khuyết có thể gây ra các triệu chứng thần kinh ở những người bị ảnh hưởng. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí American Journal of Human Genetics.

Tiến sĩ Ali H. Bereshneh, tác giả chính, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Kanca và Bellen, cho biết. "CDKL5 cho đến nay là gen duy nhất của họ CDKL liên quan đến rối loạn phát triển thần kinh ở người. Ở đây, chúng tôi báo cáo bốn biến thể mới của CDKL2 được xác định ở năm cá nhân có các triệu chứng chồng chéo, bao gồm chậm phát triển toàn cầu (global developmental delay), khuyết tật trí tuệ, động kinh khởi phát ở trẻ em và khiếm khuyết về ngôn ngữ".

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã xác định hai biến thể mới của CDKL1 liên quan đến rối loạn phát triển trong các nhóm đối tượng được công bố của Deciphering Developmental Disorders (DDD) và GeneDx.

Gen CDKL được bảo tồn cao-chúng cũng có mặt ở các động vật như ruồi giấm, giun và chuột-điều này cho phép các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu các mô hình động vật này như "ống nghiệm sống" để hiểu rõ hơn về cách gen CDKL gây ra các tình trạng phát triển thần kinh.

Kanca và Bellen, tác giả tương ứng của nghiên cứu, cho biết, họ đã nghiên cứu trên ruồi giấm trong phòng thí nghiệm, một mô hình động vật rất phù hợp để nghiên cứu điều tra cách các gen hoạt động. Kanca là phó giáo sư về di truyền học phân tử và con người tại Baylor và Duncan NRI. Bellen là giáo sư về di truyền học phân tử và con người tại Baylor và chủ tịch về di truyền học thần kinh tại Duncan NRI.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng gen tương đương của ruồi giấm với gen CDKL của người, được gọi là Cdkl, biểu hiện trong các tế bào thần kinh cảm giác ngoại biên, những tế bào cảm nhận các cảm giác như nhiệt, âm thanh và xúc giác, và những tế bào thần kinh này chiếu vào các vùng cụ thể trong hệ thần kinh trung ương kiểm soát các đầu vào cảm giác.

Kanca cho biết: "Rất ít tế bào thần kinh trong chính hệ thần kinh trung ương biểu hiện CDKL. Đây là một điều ngạc nhiên vì nhìn chung chứng co giật có liên quan đến rối loạn chức năng của hệ thần kinh trung ương. Vhúng tôi rất muốn hiểu làm thế nào mà các đột biến CDKL thay đổi các tế bào thần kinh cảm giác và gây ra chứng co giật và các vấn đề thần kinh khác".

Việc xóa gen Cdkl gây tử vong cho 90% số ruồi. Những con sống sót gặp khó khăn khi leo trèo-một thử nghiệm chức năng vận động-mất thính giác và bị co giật do nhiệt và tuổi thọ bị ngắn hơn. Tất cả những hậu quả này đã được ngăn chặn khi các gen CDKL1, CDKL2 hoặc CDKL5 bình thường của con người được biểu hiện ở ruồi thiếu Cdkl, cho thấy rằng các gen của con người và ruồi hoạt động theo những cách tương tự. Do đó, làm việc với mô hình ruồi giấm có thể giúp hiểu rõ hơn về bệnh của con người.

Ngược lại, các biến thể CDKL1 và CDKL2 mà các nhà nghiên cứu xác định được ở bệnh nhân chỉ có thể khắc phục một phần các vấn đề thần kinh quan sát được ở ruồi thiếu CDKL, cho thấy rằng các đột biến này phá vỡ chức năng bình thường của gen.

"Điều quan trọng là, khi các biến thể bệnh lý của CDKL1 hoặc CDKL2 được biểu hiện cùng với phiên bản bình thường của CDKL1, CDKL2 hoặc CDKL5 ở ruồi, chúng đã cản trở khả năng của các gen bình thường trong việc khôi phục các vấn đề cảm giác của ruồi về trạng thái bình thường", Bereshneh nói. "Kết quả cho thấy rằng các biến thể liên quan đến bệnh phá vỡ chức năng thông thường của các gen-chúng có hiệu ứng âm tính trội dẫn đến các triệu chứng thần kinh nghiêm trọng ở những người bị ảnh hưởng", Kanca cho biết.

Các nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp làm sáng tỏ các cơ chế chính xác trung gian cho tác động tiêu cực của các đột biến này.

Vista.gov.vn