Το παράδοξο της νόσου του Χάντινγκτον.

Το γονίδιο που προκαλεί τη νευροεκφυλιστική νόσο ίσως έπαιξε κρίσιμο ρόλο στην εξέλιξη της νοημοσύνης του είδους μας

Η νόσος του Χάντινγκτον είναι μια βαριά νευροεκφυλιστική νόσος, θανατηφόρα στην κατάληξή της. Κάποιος με το προβληματικό γονίδιο που την προκαλεί μπορεί να αρχίσει να παρατηρεί απότομες μεταβολές στη διάθεσή του και διαταραχές μνήμης ήδη από την ηλικία των 30 έως 50 ετών, αν και αυτές οι αλλαγές μπορεί να εμφανιστούν αργότερα, αλλά και νωρίτερα. Στη συνέχεια, τα συμπτώματα χειροτερεύουν και επεκτείνονται, συμπεριλαμβάνοντας ακούσιες κινήσεις, σπασμούς και ασταθές περπάτημα, τη λεγόμενη χορεία. Λίγο - λίγο, το σώμα χάνει όλες τις λειτουργίες του, επιβραδύνοντας σταδιακά, μέχρι την εμφάνιση της πλήρους ακινησίας και τελικά τον ερχομό του θανάτου.

Οι ερευνητές γνωρίζουν εδώ και πολλά χρόνια ότι η νόσος προκαλείται από μετάλλαξη σε ένα γονίδιο γνωστό ως χαντινγκτίνη. Ολοι οι άνθρωποι έχουν το γονίδιο αυτό, επειδή είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος κατά την κύηση. Αλλά το γονίδιο διαφέρει από άτομο σε άτομο και αυτές οι διαφορές εξηγούν γιατί μερικοί αρρωσταίνουν απ' αυτό, ενώ οι περισσότεροι παραμένουν υγιείς.

Υπερβολικός αριθμός

Ενα τμήμα του γονιδίου περιέχει μια τριπλέτα νουκλεοτιδίων, την τριπλέτα C-A-G (κυτοσίνη - αδενίνη - γουανίνη), που επαναλαμβάνεται πολλές φορές στη σειρά. Στους ανθρώπους που παραμένουν υγιείς, ο αριθμός των τριπλετών κυμαίνεται μεταξύ 8 και 35. Αν ο αριθμός τους είναι υψηλότερος, τότε το άτομο τελικά θα αρρωστήσει από τη νόσο που πήρε το όνομα του γιατρού που την περιέγραψε για πρώτη φορά. Ενα μεταλλαγμένο αντίγραφο του γονιδίου (από τα δύο γονίδια χαντινγκτίνης που κληρονομούμε από τους γονείς μας) είναι αρκετό για να εμφανιστεί η νόσος και τα παιδιά με έναν γονιό που έχει τη μετάλλαξη έχουν πιθανότητα 50% να την εμφανίσουν επίσης. Ως αποτέλεσμα, η νόσος, που εκδηλώνεται κυρίως σε άτομα ευρωπαϊκής καταγωγής, πλήττει 1 στους 10.000 σε Ευρώπη και Αμερική.

Οι ερευνητές γνωρίζουν ότι τα συμπτώματα της νόσου του Χάντινγκτον οφείλονται στο θάνατο των νευρώνων στο ραβδωτό σώμα και το φλοιό του εγκεφάλου, στις περιοχές δηλαδή, που ελέγχουν τις κινήσεις του σώματος και τις ανώτερες νοητικές λειτουργίες. Γι' αυτό μεγάλο μέρος της έρευνας για τη νόσο αποσκοπεί στο να αποκρυπτογραφήσει πώς ο μεγάλος αριθμός συνεχόμενων τριπλετών C-A-G στο γονίδιο μπορεί να προκαλέσει τέτοια ζημιά και να βρει φάρμακα που να σταματούν την ανελέητη εξέλιξη των συμπτωμάτων.

Η άλλη όψη

Ενα άλλο ερώτημα που προσπαθούν να απαντήσουν οι επιστήμονες είναι το γιατί και πώς το ελαττωματικό γονίδιο δεν εξαλείφθηκε ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής, αλλά επιμένει από γενιά σε γενιά. Αναρωτήθηκαν αν προσφέρει κάποιο πλεονέκτημα στην επιβίωση ή την αναπαραγωγή το να έχει κανείς αρκετές τριπλέτες, αλλά όχι υπερβολικά πολλές. Η απάντηση δεν θα θεραπεύσει κανέναν, αλλά τόσο οι επιστήμονες όσο και οι πάσχοντες θέλουν να ξέρουν.

Πρόσφατα, οι σχετικές έρευνες οδήγησαν σε ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις για το ρόλο του γονιδίου Χάντινγκτον στην ανάπτυξη του νευρικού συστήματος του ανθρώπου και άλλων οργανισμών. Αποδεικνύεται ότι ο αυξημένος αριθμός τριπλετών διευκολύνει τη λειτουργία των νευρώνων, μέχρι του ορίου που ο αριθμός τους (σ.σ. των τριπλετών) δεν ξεπερνά το όριο εκδήλωσης της νόσου. Με αυτήν την έννοια, η νόσος του Χάντινγκτον μπορεί να είναι λιγότερο μια γενετική ανωμαλία και περισσότερο ένα ατυχές υποπροϊόν της εξελικτικής διαδικασίας, που οδήγησε στον ανώτερο εγκέφαλο του homo sapiens. Μια γενετική μεταβολή, που μπορεί να μας κάνει «εξυπνότερους», αλλά έχει και τραγικές συνέπειες όταν παρατραβηχτεί και περάσει τα όρια.

Από την αμοιβάδα έως τον άνθρωπο

Για να καταλάβουν οι ερευνητές το ρόλο του γονιδίου στην εξέλιξη του νευρικού συστήματος, πήγαν πίσω ένα δισεκατομμύριο χρόνια, στην εμφάνιση των μακρινών προγόνων τόσο του ανθρώπου, όσο και μιας πολυκύτταρης αμοιβάδας, του Dictyostelium discoideum. Οι αμοιβάδες αυτές, απόγονοι των οποίων ζουν και σήμερα στο χώμα των δασών τρεφόμενοι με βακτήρια, είχαν το γονίδιο, αλλά σε μια ελαφρώς διαφορετική παραλλαγή σε σχέση με το ανθρώπινο. Μια από τις βασικές διαφορές είναι ότι το γονίδιο του Χάντινγκτον στις αμοιβάδες δεν έχει καμία τριπλέτα C-A-G. Παρ' όλ' αυτά παίζει κρίσιμο ρόλο στη ζωή των αμοιβάδων, καθώς σε μια συγκεκριμένη φάση της ανάπτυξής τους επιτρέπει σε μονοκύτταρες αμοιβάδες να συνενωθούν για να σχηματίσουν μια πολυκύτταρη μορφή, το ψευδοπλασμόδιο. Αυτή η μορφή τούς δίνει καλύτερες πιθανότητες να επιβιώσουν απέναντι σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες, ή όταν η διαθέσιμη τροφή είναι περιορισμένη. Αμοιβάδες που δεν έχουν το γονίδιο κινούνται δύσκολα και δεν μπορούν να συνενωθούν με άλλες αμοιβάδες.

Οι αμοιβάδες προηγήθηκαν του διαχωρισμού του δέντρου της ζωής στους δύο βασικούς του κλάδους πριν από 550 εκατ. χρόνια, τα πρωτόστομα (έντομα, οστρακόδερμα, μαλάκια κ.τ.λ.) και τα δευτερόστομα που οδήγησαν στα σπονδυλωτά (ψάρια, πουλιά, αμφίβια, ερπετά, θηλαστικά). Μόνο τα δευτερόστομα άρχισαν να συσσωρεύουν τριπλέτες C-A-G στο σημείο του γονιδίου, όπου εμφανίζονται οι επικίνδυνες μεταλλάξεις στον άνθρωπο. Γενικά όσο πιο εξελιγμένο είναι ένα είδος, τόσο περισσότερες τριπλέτες έχει. Αποδείχτηκε ότι το γονίδιο Χάντινγκτον σχετίζεται με τη διαδικασία σχηματισμού του νευρικού σωλήνα.

Αυξημένη νοητική λειτουργία

Πολλαπλές έρευνες την τελευταία δεκαετία επιβεβαιώνουν ότι ο αυξημένος αριθμός τριπλετών C-A-G, μεταξύ 27 και 35, που εμφανίζεται περίπου σε 1 στα 17 άτομα, οδηγεί σε αυξημένη νοητική λειτουργία, ιδιαίτερα όσον αφορά την ικανότητα μυικού συντονισμού, αλλά και την οπτική και γενικότερη αντιληπτική ικανότητα. Ακόμα και εκείνοι που έχουν περισσότερες από 35 τριπλέτες και πρόκειται να νοσήσουν, εκδηλώνουν αυτά τα χαρακτηριστικά πριν την εμφάνιση της νόσου.

Κυτταρικές καλλιέργειες στο εργαστήριο έδειξαν ότι οι υγιείς εκδοχές του γονιδίου κάνουν τους νευρώνες πιο ανθεκτικούς. Η απενεργοποίησή του οδηγεί στο θάνατο των νευρώνων με εμφάνιση νευρολογικών συμπτωμάτων σε ποντίκια ανάλογων με εκείνων νοσούντων ποντικών. Αποδείχτηκε, επίσης, ότι το γονίδιο του Χάντινγκτον βοηθά στην παραγωγή του νευροτροφικού παράγοντα, μιας πρωτεΐνης που προωθεί το σχηματισμό νευρωνικών κυκλωμάτων και τη μετάδοση των νευρικών σημάτων. Το γονίδιο είναι στην πιο δραστήρια κατάστασή του νωρίς στην εμβρυονική ανάπτυξη, όταν ξεκινά η ανάπτυξη των ιστών. Αργότερα, ρυθμίζει την ανάπτυξη νέων νευρώνων και βοηθά στη σύνδεσή τους.

Επιμέλεια:

Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American», «Discover»