شفقنا- پس از دهه‌ها ابهام، محققان موفق شدند ژنی را شناسایی کنند که مسئول نقص‌های مادرزادی قلبی در کودکان مبتلا به سندرم داون است و نشان دادند که اصلاح این ژن می‌تواند از بروز این مشکل در موش‌ها جلوگیری کند.
به گزارش شفقنا؛ وبگاه شبکه الجزیره نوشت: «بر اساس این مطالعه که توسط گروهی از دانشمندان مؤسسات گلادستون در ایالات متحده انجام شده و نتایج آن در تاریخ ۲۲ اکتبر در نشریه نیچر منتشر شد تقریباً نیمی از کودکان متولد شده با سندرم داون دچار نقص‌های قلبی هستند که اغلب شامل اختلالات جدی و نیازمند جراحی در ماه‌های اولیه زندگی است. دانشمندان طی دهه‌ها دریافتند که وجود نسخه اضافی از کروموزوم ۲۱ – عامل ژنتیکی سندرم داون – علت اصلی این سندرم است، اما قادر به شناسایی ژن‌های خاص مسئول مشکلات قلبی نبودند».
محققان با استفاده از سلول‌های بنیادی و هوش مصنوعی کشف کردند که ژنی به نام HMGN1 باعث اختلال در مکانیزم سازمان‌دهی و جمع‌آوری DNA می‌شود و می‌تواند بر صدها مولکول دیگر تأثیر بگذارد که در رشد طبیعی قلب نقش دارند. هنگامی که تیم تحقیقاتی نسخه اضافی HMGN1 را از موش‌های مبتلا به سندرم داون حذف کرد، این حیوانات دیگر دچار نقص‌های قلبی نشدند.
دکتر دیپاک سریواستاو، پزشک قلب کودکان در دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیسکو و رئیس مرکز گلادستون، گفت: «این دانش جدید می‌تواند مسیر درمانی را برای پیشگیری از اختلالات قلبی در افراد مبتلا به سندرم داون و مشکلات قلبی مرتبط هموار کند و این برای بیماران و خانواده‌هایشان دستاورد بزرگی خواهد بود».
سندرم داون و نقص‌های قلبی
سندرم داون رایج‌ترین اختلال کروموزومی است و یک نفر از هر ۷۰۰ کودک را مبتلا می‌کند. این سندرم که با نام تریزومی ۲۱ نیز شناخته می‌شود، ناشی از وجود سه نسخه از کروموزوم ۲۱ به جای دو نسخه است.
این کروموزوم اضافی خطر ابتلا به مشکلات مختلف سلامت را افزایش می‌دهد که نقص‌های قلبی یکی از شایع‌ترین آنهاست. احتمال بروز نقص‌های مادرزادی قلبی، معمولاً شامل سوراخ در دیواره‌های قلب، در افراد مبتلا به سندرم داون ۴۰ تا ۵۰ برابر بیشتر از جمعیت عادی است.
محققان روی سلول‌های افرادی با نوع فسيفسایی سندرم داون کار کردند؛ در این حالت برخی از سلول‌ها سه نسخه از کروموزوم ۲۱ دارند و برخی دیگر دو نسخه. افراد مبتلا به سندرم داون فسيفسایی ویژگی‌های سندرم داون را نشان نمی‌دهند، اما در معرض خطر بالای داشتن فرزند مبتلا به این حالت هستند.
دانشمندان نمونه‌های سلولی این افراد را گرفته و در آزمایشگاه به سلول‌های قلب تبدیل کردند. سریواستاو گفت: «لحظه کشف زمانی فرا رسید که تفاوت قابل توجهی در سلول‌های قلب با سه نسخه کروموزوم ۲۱ نسبت به سلول‌هایی با دو نسخه طبیعی مشاهده کردیم و این ما را به پرسش درباره ژنی که باعث این تغییرات بنیادی می‌شود، سوق داد».
فعال‌سازی ژن‌ها
محققان از تکنیک کریسپر برای افزایش دقیق فعالیت ژن‌ها استفاده کردند و هر ژن کاندید روی کروموزوم ۲۱ را به‌طور جداگانه در سلول‌های طبیعی فعال کردند تا ببینند آیا می‌تواند همان مشکل سلولی مشاهده شده در سندرم داون را شبیه‌سازی کند یا خیر.
آنها از الگوریتم هوش مصنوعی برای مدل‌سازی تفاوت بین سلول‌های قلب سالم و سلول‌های مبتلا به سندرم داون بهره بردند. با شناسایی ژن HMGN1، تیم تحقیقاتی صحت پیش‌بینی‌ها را با مطالعه روی حیوانات بررسی کرد.
نتایج نشان داد که کاهش تعداد نسخه‌های HMGN1 به دو نسخه در موش‌های مبتلا به سندرم داون باعث بازگشت رشد طبیعی قلب شد. دانشمندان بر این باورند که اگرچه افزایش سطح HMGN1 برای ایجاد نقص‌های قلبی ضروری است، احتمالاً ژن‌های دیگری مانند DYRK1 نیز دخیل هستند.
تیم تحقیقاتی در حال بررسی این است که آیا ترکیب این دو ژن برای ایجاد نقص‌های قلبی در موش‌ها کافی است یا خیر و این یافته‌ها ممکن است روزی مسیر درمان‌هایی را هموار کند که با کاهش فعالیت این ژن‌ها، حتی از طریق درمان‌های داده شده به مادر، بتوانند از نقص‌های قلبی پیشگیری کنند.