Zidentyfikowano nowe geny odpowiedzialne za pierwotną dyskinezę rzęsek

Pierwotna dyskineza rzęsek (ang. primary ciliary dyskinesia, PCD) to rzadka choroba genetyczna wiązana z nawracającymi stanami zapalnymi płuc i zatok. Europejscy naukowcy ujawnili ważne mechanizmy i warianty genetyczne odpowiadające za niepłodność u mężczyzn dotkniętych PCD.

PCD jest wywołana mutacjami genów, które kontrolują strukturę i funkcję rzęsek. Rzęski to włoskowate wypustki na powierzchni komórek, które poruszają się ruchem przypominającym falę, odpychając wdychane przez człowieka cząstki i bakterie. Osoby, u których dochodzi do upośledzenia funkcji rzęsek, są bardziej podatne na infekcje płuc, zatok i uszu. Do dziś zidentyfikowano mutacje odpowiedzialne za wywoływanie PCD w ponad 50 genach, jednak często chorzy nie słyszą odpowiedniej diagnozy, co przekłada się na nieskuteczne leczenie.

Genetyczne uwarunkowania niepłodności u mężczyzn z PCD
Rzęski ruchome i ogon plemnika mają taką samą strukturę modułową, dlatego można się spodziewać, że upośledzona funkcja rzęsek będzie przyczyną niepłodności męskiej. Podjęty przy wsparciu programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projekt PCDfert był poświęcony zbadaniu wpływu mutacji PCD na rozwój plemników i wskazanie nowych wariantów genetycznych wywołujących PCD.

Aby powiązać mutacje z męską niepłodnością, naukowcy zebrali próbki od brytyjskich i fińskich pacjentów z PCD, a następnie zastosowali podejście sekwencjonowania całego egzomu (ang. whole exome sequencing, WES), aby sprawdzić warianty sekwencji DNA w genach związanych z rzęskami. Oprócz objawów ze strony układu oddechowego i przewlekłych infekcji obserwowano i badano wady w budowie i ruchliwości plemników. Analiza strukturalna i funkcjonalna sugerowała związek między niepłodnością u mężczyzn z PCD a defektami specyficznymi dla genów.

Bioinformatyczne badanie przesiewowe genów związanych z rzęskami w danych WES pozwoliło zidentyfikować mutacje w genach HYDIN i CFAP300. Oba geny kodują czynniki związane ze strukturą i ruchliwością rzęsek. Dowody wskazują, że są one raczej specyficzne dla populacji fińskiej, co sugeruje to niezwykłe dziedzictwo genetyczne PCD, prawdopodobnie wynikające z mutacji ograniczonych do fińskich przodków. Ten wniosek wymaga jednak dalszych badań.

Natomiast analiza nasienia dużej grupy pacjentów z PCD w Zjednoczonym Królestwie wykazała znaczny brak plemników u mężczyzn z mutacjami DNAH5. Jednak gen DNAH5, który jest często zmieniony u pacjentów z PCD, nie jest wymagany do spermatogenezy. To odkrycie podkreśliło znaczenie rzęsek ruchliwych w płodności męskiej, chociaż nie znane są mechanizmy, które odpowiadają za taką korelację. W kolejnym etapie naukowcy zamierzają zbadać męskie rzęski zlokalizowane w przewodzie odprowadzającym i ich rolę w dojrzewaniu plemników, ich uwalnianiu i funkcjonowaniu.