V novi študiji so raziskovalci z Medicinske fakultete Univerze v Marylandu in drugih raziskovalnih ustanov prvič ugotovili, da hemoglobinu podobna beljakovina, znana kot citoglobin, igra pomembno vlogo pri razvoju srca. Natančneje, vpliva na pravilen levo-desni vzorec srca in drugih asimetričnih organov. To odkritje lahko na koncu pripelje do razvoja novih terapevtskih posegov za spreminjanje procesov, ki vodijo do teh napak. Ugotovitve so bile objavljene na spletu 14. decembra 2023 v reviji Nature Communications v prispevku z naslovom "Citoglobin uravnava NO-odvisno gibljivost cilij in lateralnost organov med razvojem."
Ti avtorji so uporabili urejanje genov CRISPR, da so izločili gen citoglobulina pri cebricah. Pomanjkanje citoglobulina povzroči, da se pri zarodkih razvijejo zrcalna srca, v katerih je levo-desni vzorec srca obrnjen. Pri ljudeh so citoglobulini vključeni v proizvodnjo dušikovega oksida, spojine, ki pomaga uravnavati zdrav pretok krvi v organe.
Dr. Mark T. Gladwin, soavtor prispevka in dekan Medicinske fakultete Univerze v Marylandu, že več kot 20 let preučuje učinke dušikovega oksida na krvne žile, vključno s to novo študijo.
Od odkritja citoglobulina pred dvema desetletjema je bilo ugotovljeno, da se izraža v skoraj vseh človeških tkivih, vendar je bil mehanizem delovanja tega proteina večinoma neznan," je dejal dr. Gladwin. Vemo, da lahko citoglobulin igra vlogo pri uravnavanje in vzdrževanje ravni dušikovega oksida, vendar naše nove ugotovitve kažejo, da pozitivno uravnava proizvodnjo dušikovega oksida, da zagotovi pravilno delovanje migetalk, in da njegova odsotnost vodi do večjih nenormalnosti organov."
Za izvedbo te nove študije so ti avtorji izločili gen za citoglobin v ribicah cebricah, kar je na njihovo presenečenje povzročilo velike napake v strukturi in lokaciji organov v razvijajočem se zarodku. Na primer, srce se nahaja na desni strani ribe cebrice namesto na levi, srce pa se vije v levo namesto v desno.
Dr. Paola Corti, soavtorica prispevka in docentka za biokemijo in molekularno biologijo na Medicinski fakulteti Univerze v Marylandu, je dejala: "Ugotovili smo, da imajo citoglobulini ključno vlogo pri strukturi in delovanju drobnih las podobnih strukture, imenovane cilije, kjer cilije določajo asimetrijo organa in normalen razvoj."
Cygb2 mutirani fenotipi kažejo okvare organov. Slika iz Nature Communications, 2023, doi:10.1038/s41467-023-43544-0.
To je prvič, da je bilo ugotovljeno, da je citoglobulin - ali katera koli vrsta globulina, kot je hemoglobin - vpleten v razvoj ploda in da je njegova odsotnost lahko povezana s prirojenimi napakami. To je tudi prvič, da je bilo ugotovljeno, da je citoglobulin vpleten v delovanje cilij. Odkritje lahko odpre vrata razvoju zdravil za zdravljenje redkih prirojenih napak, ki vplivajo na gibanje migetalk.
Približno 1 od 10, 000 do 1 od 30,000 ljudi se rodi s primarno ciliarno dikinezijo (PCD), redko motnjo, ki prizadene migetalke in lahko povzroči težave z dihanjem zaradi zgoščene sluzi, ki zamaši dihalne poti ," je dejal dr. Corti. Znano je, da Kartagenerjev sindrom), oblika PCD, povzroča srčne napake pri cebricah, kjer je srce nenormalno nagnjeno in zasukano v desno. Za to bolezen ni zdravila, le operacija za popravilo srčnih napak in zdravljenja za nadzor simptomov."
Medtem ko je znano, da nekateri geni povzročajo približno 70 odstotkov primerov PCD, lahko citoglobulini igrajo ključno vlogo v 30 odstotkih primerov brez znanega genetskega vzroka.
Dr. Elizabeth Rochon, prva avtorica prispevka in docentka medicine na Medicinski fakulteti Univerze v Marylandu, je dejala: "Odkrili smo fenotip in ga povezali z migetalkami. V prisotnosti citoglobulina smo lahko izsledili delovanje beljakovine in kako vodi do normalne funkcije cilij in razvoja organov. V odsotnosti citoglobulina smo opazili te napake."
