Когда 31-летняя женщина пришла в больницу общего профиля штата Массачусетс с неприятной респираторной инфекцией, она уже привыкла с ней жить. На самом деле, она страдала от проблем с дыханием на протяжении всей своей жизни. Но в этот конкретный визит она обнаружила, что ей потребуется двойная пересадка легких. Генетическое тестирование открыло ключ к ее таинственной и редкой болезни легких: мутация гена NEK10. Найдите здесь полный объем этого примера  в Массачусетском Технологическом Института Уайтхеда.

Тематическое Исследование

Респираторные Проблемы

Когда женщина была ребенком, у нее начались дыхательные проблемы. Во-первых, у нее поднялась температура. Затем у нее развился сильный, постоянный и слизистый кашель. В зрелом возрасте бронхи в ее легких распухли, что ухудшило ее состояние.

Ее дыхательные пути были полны слизи. В некоторых случаях слизь является положительной. Она предотвращает попадание грязи, бактерий и других посторонних веществ в наши легкие, что наносит нам вред. В нормальных ситуациях посторонние вещества застряли бы на слизи, и реснички (маленькие органеллы) вытеснили бы ее из нашего тела. Однако в случае этой пациентки слизь была слишком густой. Организм не мог избавиться от этого.

Потенциальные Состояния

Врачи посчитали, что у этой женщина может быть одно из двух этих заболеваний:

• Муковисцидоз — кистозный фиброз — прогрессирующее заболевание, вызывающее поражение пищеварительной системы и дыхательных путей. У людей с муковисцидозом густая, липкая, тяжелая слизь, которая накапливается в их организме. Это может затруднить дыхание, привести к частым инфекциям и повреждению органов. Симптомы включают запоры, частые инфекции легких, постоянный кашель, одышку и трудности с набором веса. Узнайте больше о муковисцидозе здесь.
• Бронхоэктазия — Бронхоэктатическая болезнь — это заболевание легких, при котором бронхи повреждены, утолщены или расширены. В этом состоянии слизь накапливается в легких. Это может повлиять на один или несколько отделов легких. Причины бронхоэктаза включают муковисцидоз, ВИЧ, воспалительные заболевания кишечника и аутоиммунные заболевания. Симптомы включают хронический кашель, одышку, боль в груди, частые респираторные инфекции и потерю веса. Узнайте больше о бронхоэктазии здесь.

Тем не менее, тестирование на оба этих заболеваний было отрицательным.

Выявление Новой Болезни Легких

Доктор Рагху Чивукула, чья медицинская деятельность была связана с редкими заболеваниями легких, занялся изучением случая с женщиной. Он был партнером Pathways Consult Service, программы из Массачусетской больницы общего профиля, предназначенной для решения медицинских загадок.

Для начала женщину расспросили о ее истории болезни и предшествующем опыте. Врачи также поговорили с семьей женщины. Это оказалось решающим; у ее братьев и сестер также были респираторные симптомы, и тестирование показало, что их семья часто испытывала проблемы с дыханием. Доктор Чивукула знал, что должно произойти дальше: генетическое тестирование.

NIH (Национальный Институт Здоровья США) определяет генетическое тестирование как:

тип медицинского теста, который идентифицирует изменения в хромосомах, генах или белках. Результаты генетического теста могут подтвердить или исключить предполагаемое генетическое заболевание или помочь определить вероятность развития или передачи генетического заболевания человеку.

NEK10

Исследователи обнаружили новую генную мутацию в NEK10, которая присутствовала в генетической информации, предоставленной женщиной и ее семьей. NEK10 кодирует сигнальный белок. Предыдущие исследования показывают, что NEK10 может играть роль в пересечении повреждения ДНК и рака. Тем не менее, никакие предыдущие исследования никогда не связывали NEK10 и респираторные проблемы.

Доктор Чивукула начал свои исследования в  Массачусетском Технологическом Институте Уайтхеда. Генетическое тестирование также показало, что генетическая мутация женщины добавила 7 аминокислот в белок NEK10.

Шесть Других Пациентов

Получив данные из других больниц, доктор Чивукула нашел 6 других пациентов с мутациями NEK10, у которых было изменение количества аминокислот. Все пациенты с этой мутацией испытывали воспаление дыхательных путей и избыток слизи в дыхательных путях. Но что стало причиной этого заболевания легких?

Дальнейшее Изучение Этой Новой Болезни Легких

Доктор Чивукула взял респираторную ткань женщины (после трансплантации легкого), а также получил здоровые ткани от других людей. Генетическое тестирование проводилось с использованием мессенджера РНК (мРНК). Он обнаружил, что по сравнению с недифференцированными стволовыми клетками легких ткань от пациента имела повышенный уровень мРНК NEK10.

Исследователи задавались вопросом, могут ли они воспроизвести эти результаты в культивируемых тканях. Они создали тонкую пленку, напоминающую дыхательную подкладку, на которой росли клетки. Результаты были похожи: больше мРНК NEK10. В результате исследователи установили, что NEK10 наиболее активен в клетках дыхательных путей.

Затем они добавили флуоресценцию к клеткам. Здоровые клетки стали красными, а нездоровые — зелеными. Исследователи обнаружили, что клетки, покрытые ресничками, становились зелеными с гораздо большей скоростью, чем другие клетки. Таким образом, у женщины была диагностирована новая форма цилиопатии, состояние, отмеченное ненормальным использованием или повреждением ресничек.

Наконец, доктор Чивукула внимательно осмотрел реснички женщины. Он обнаружил, что мутация NEK10 заставила ее реснички не развиваться должным образом. В конечном итоге это означало, что реснички были неэффективны для удаления слизи из дыхательных путей. На протяжении многих лет слизь продолжала накапливаться. Но вдобавок ко всему, ее дыхательные пути становились все более и более воспаленными. Исследовав женщину и других 6 пациентов, исследователи определили, что генетическая проблема должна присутствовать в обеих копиях генов. Они надеются продолжить исследование этой уникальной болезни легких в будущем.

Вы можете найти полные результаты в журнале Nature Medicine.

Что вы думаете об этом предметном исследовании? Поделитесь своими историями, мыслями и надеждами с сообществом «Patient Worthy»!