Odkrycie sieci genów padaczki budzi nadzieję na nowe terapie

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Genome Biology, relacjonującym badania prowadzone pod kierunkiem Imperial College London, przedstawiona została szczegółowo „sieć epileptyczna” 320 genów, nazwana M30, która jest powiązana z padaczką. Geny z sieci mają być zaangażowane w sposób komunikowania się komórek mózgowych.

Wyniki badań sugerują, że skutkiem nieprawidłowego funkcjonowania sieci jest padaczka. Zespół badawczy jest przekonany, że odkrycie leków odbudowujących tę sieć mogłoby zaowocować innowacyjnymi terapiami tego wyniszczającego schorzenia. Ustalenia powinny zapewnić nowy impuls pracom badawczym nad lekami na padaczkę, gdyż wiele firm farmaceutycznych wstrzymało badania nad nowymi lekami przeciw tej chorobie.

„Padaczka to jedna z najpowszechniej występujących poważnych chorób neurologicznych na świecie” – zauważył naczelny autor, profesor Michael Johnson. „Jednak mimo niemal 30 zarejestrowanych leków na tę chorobę, jedna trzecia epileptyków nadal cierpi z powodu niekontrolowanych napadów padaczkowych – chociaż zażywa leki. Tak naprawdę w ciągu minionych 100 lat poczyniony został bardzo niewielki postęp w poszukiwaniu skutecznych leków na padaczkę”.

Autorzy zauważają, że nieprawidłowe funkcjonowanie sieci genów wywoływane jest przez przyczyny genetyczne, a padaczka pojawia się także w następstwie urazu mózgu, jaki powoduje udar, guz lub infekcja. Choroba może wywoływać cały szereg objawów, od dziwnego samopoczucia lub stanu podobnego do transu po poważne drgawki i utratę przytomności. Szacuje się, że na świecie dotkniętych tą chorobą jest 50 milionów osób, z czego 6 milionów w Europie, według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO).

W toku badań zespół, współpracujący z Duke-NUS Medical School w Singapurze, posłużył się technikami obliczeniowymi, aby przeskanować tysiące genów i mutacji powiązanych z padaczką. Naukowcy przyjrzeli się również danym zdrowych mózgów, aby rozpoznać sieci genów, które wydają się współpracować i mieć powiązania z chorobą. Aby potwierdzić swoje odkrycie, że nieprawidłowe funkcjonowanie tej sieci genów wywołuje napady padaczkowe, zespół posłużył się dodatkowymi danymi z badań na myszach. Wreszcie zespół przeanalizował 1 300 znanych leków, aby ustalić, które mogą pomóc przywrócić prawidłowe funkcjonowanie sieci genów – jednym z nich okazał się dobrze znany lek przeciw padaczce: kwas walproinowy.

W toku badań wskazanych zostało także wiele innych leków, które dotychczas nie były postrzegane jako tradycyjne leki przeciwpadaczkowe. Jednym z nich jest witaferyna A – związek pozyskiwany z rośliny witania ospała, która od stuleci jest stosowana w medycynie ajurwedyjskiej do leczenia szeregu schorzeń, w tym padaczki.

Profesor Johnson dodał, że metoda zastosowana w toku prac badawczych – określana mianem „biologii sieciowej”, w której systemy komputerowe są wykorzystywane do identyfikowania współpracujących sieci genów leżących u podstaw choroby – może pomóc w znalezieniu leków przeciw innym chorobom.

„Do niedawna poszukiwaliśmy pojedynczych genów powiązanych z chorobami, które następnie firmy farmaceutyczne obierały za cel terapii” – wyjaśnia. „Tymczasem zyskujemy coraz większą świadomość, że geny nie funkcjonują w odosobnieniu, a rozpoznanie współpracujących grup genów i obranie tych sieci za cel może poprawić skuteczność terapii. Nasza weryfikacja poprawności projektu sugeruje, że podejście oparte na biologii sieciowej może pomóc w identyfikowaniu nowych leków przeciw padaczce, a metody te mogą znaleźć zastosowanie do innych chorób.

Finansowanie badań zostało w części zapewnione przez projekty EPITARGET oraz IGENEE wsparte z budżetu 7PR. Prace nad projektem IGENEE, którego koordynatorem był Imperial College London, dobiegły oficjalnie końca w sierpniu 2016 r., tymczasem realizacja projektu EPITARGET będzie kontynuowana do października 2018 r.

Więcej informacji:
witryna EPITARGET
strona projektu IGENEE w serwisie CORDIS