Newswise — Rozszczep wargi lub podniebienia wynika z połączonego wpływu genów i zapalnych czynników ryzyka doświadczanych podczas ciąży, takich jak palenie tytoniu lub infekcje, znajduje nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z UCL.

Badanie, opublikowane w Komunikacja naturypo raz pierwszy ujawnił, w jaki sposób czynniki genetyczne i środowiskowe łączą się, tworząc rozszczep wargi lub podniebienia u rozwijającego się płodu.

Rozszczep wargi, z rozszczepem podniebienia lub bez, jest najczęstszą wadą rozwojową twarzoczaszki występującą przy urodzeniu, dotykającą jednego na 700 żywych urodzeń. Może to mieć druzgocące konsekwencje dla niemowląt i ich rodzin, ponieważ niemowlęta mogą mieć trudności z karmieniem, mówieniem i słyszeniem, a także mogą być bardziej narażone na infekcje ucha i problemy z zębami.

Starszy autor, profesor Roberto Mayor (UCL Cell & Developmental Biology), powiedział: „Od pewnego czasu wiadomo, że rozszczep wargi ma podłoże genetyczne i że niektóre czynniki środowiskowe, takie jak palenie, stres, infekcje i niedożywienie podczas ciąży, mogą również zwiększyć ryzyko rozszczepu wargi. Tutaj po raz pierwszy pokazaliśmy, jak te dwa czynniki działają razem i dlaczego zarówno genetyczne, jak i środowiskowe czynniki ryzyka są konieczne, aby dziecko urodziło się z rozszczepem wargi”.

Naukowcy z UCL i University of São Paulo badali rodziny, w których występują mutacje w genie e-kadheryny, o którym wiadomo, że bierze udział w rozszczepie wargi, ale zauważyli, że nie u każdego z mutacją rozwija się rozszczep wargi. Odtworzyli tę mutację u myszy i żab, co spowodowało wady rozwojowe podobne do rozszczepu wargi u ludzi, ale tylko wtedy, gdy myszy i żaby będące nosicielami mutacji były również narażone na czynniki środowiskowe powodujące zapalenie. Naukowcy odkryli również podobne efekty w ludzkich komórkach macierzystych zarówno z mutacją, jak i stanem zapalnym.

Białko e-kadheryny odgrywa rolę w rozwoju płodu, ponieważ komórki grzebienia nerwowego – embrionalne komórki macierzyste, które tworzą rysy twarzy – poruszają się razem, tworząc twarz. W normalnym rozwoju komórki grzebienia nerwowego migrują razem w dwóch połówkach, owijając się wokół głowy, zanim połączą się, tworząc twarz. Wymaga to, aby e-kadheryna działała jak klej między komórkami. Jeśli dwie połówki komórek grzebienia nerwowego nie zwiążą się całkowicie, dziecko urodzi się z rozszczepem wargi lub podniebienia.

Mutacja zidentyfikowana przez naukowców zmniejsza produkcję białka e-kadheryny, ponieważ metylacja DNA zmniejsza transkrypcję, ale odkryli, że sama mutacja nie obniżyła poziomu e-kadheryny na tyle, aby spowodować rozszczep wargi. Dopiero gdy płód z mutacją był również narażony na środowiskowe czynniki ryzyka, które napędzają stany zapalne w całym organizmie (co może obejmować palenie, stres, niedożywienie lub infekcje), metylacja DNA była zwiększona, a poziom e-kadheryny był zbyt niski dla komórki grzebienia nerwowego, aby związać się ze sobą, aby w pełni uformować wargę i podniebienie.

Pierwszy autor, dr Lucas Alvizi (UCL Cell & Developmental Biology), powiedział: „Nasze badanie jest pierwszym, które szczegółowo pokazuje, w jaki sposób czynniki genetyczne i środowiskowe łączą się, powodując wadę wrodzoną, a jednocześnie jest godnym uwagi przykładem epigenetyki, ponieważ czynniki środowiskowe wpływają ekspresja genu”.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia przyczynią się do opracowania nowych metod leczenia lub strategii zapobiegania rozszczepowi wargi lub podniebienia oraz wyjaśnią czynniki ryzyka, aby pomóc ludziom zmniejszyć ryzyko rozwoju choroby u ich dziecka.

Profesor Mayor powiedział: „Testowanie tej mutacji może być prostą częścią opieki przedporodowej, więc jeśli ktoś jest nosicielem mutacji, zaleca się podjęcie kroków w celu zmniejszenia ryzyka zapalenia, które może połączyć się z czynnikiem genetycznym, aby spowodować rozszczep wargi. Oprócz czynników docelowych, takich jak palenie, przepisywanie leków przeciwzapalnych może również pomóc kobietom w ciąży z grupy ryzyka”.

Badanie było wspierane przez Sao Paulo Research Foundation, CEPID-FAPESP (Brazylia), Medical Research Council, Biotechnology and Biological Sciences Research Council oraz Wellcome.