Choć uważany za rzadkie zaburzenie, zespół łamliwego chromosomu X jest najczęstszą genetyczną przyczyną niepełnosprawności intelektualnej na świecie. Pacjenci z zespołem łamliwego chromosomu X mogą mieć stopień niepełnosprawności intelektualnej od łagodnej do ciężkiej, z możliwością wystąpienia innych schorzeń, takich jak autyzm, opóźniony rozwój motoryczny, nadpobudliwość, problemy behawioralne i drgawki.

Chociaż dobrze wiadomo, że łamliwy chromosom X jest powodowany przez gen FMR1, mniej poznany jest fizyczny wpływ tego zaburzenia na rozwój i funkcjonowanie mózgu.

Christopher Patzke, adiunkt nauk biologicznych Johna M. i Mary Jo Boler na Uniwersytecie Notre Dame, współpracuje z pacjentami z zespołem łamliwego chromosomu X i ich rodzinami, aby zbadać to zaburzenie.

„Moje laboratorium ma nadzieję znaleźć wyjaśnienie objawów choroby u ludzi, przyglądając się schorzeniu na poziomie komórkowym i molekularnym” – powiedział Patzke.

Dzięki współpracy z ekspertką ds. łamliwego chromosomu X, dr Elizabeth M. Berry-Kravis, profesor pediatrii na Uniwersytecie Rush i absolwentką Notre Dame w 1979 r., laboratorium Patzke było w stanie pobrać próbki tkanek pacjentów w celu wytworzenia indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych. Ponieważ te komórki macierzyste naśladują embrionalne komórki macierzyste, laboratorium może następnie przekształcić te komórki w praktycznie każdą komórkę ludzką, którą naukowcy chcą zbadać.

Na potrzeby tych badań Patzke i jego zespół przekształcają pluripotencjalne komórki macierzyste w komórki mózgowe naśladujące neurony osoby z zespołem łamliwego chromosomu X, tworząc ludzki model do badania wpływu mutacji genetycznej na mózg.

„Większość genów związanych z niepełnosprawnością intelektualną koduje białka odpowiedzialne za synapsy” – powiedział Patzke. „Zatem tworzenie hodowli komórkowej tych delikatnych neuronów X pozwala nam w pewnym sensie „przybliżyć” pojedyncze komórki i synapsy, czyli połączenia między neuronami, a także dowiedzieć się, w jaki sposób te neurony komunikują się ze sobą”.

Następnie naukowcy porównują próbkę hodowli komórkowej pacjenta z próbką skorygowanej hodowli komórkowej, sporządzoną poprzez edycję genów, aby przeanalizować różnice między funkcjonowaniem synaps z mutacją genu FMR1 i bez niej.

Chociaż badania nad zespołem łamliwego chromosomu X nie są rzadkością, wielu badaczy wykorzystuje modele zwierzęce do badania genu FMR1. Chociaż niektóre badania doprowadziły do ​​prób klinicznych, wyniki te nie przełożyły się jeszcze na skuteczne korzyści dla ludzi. Celem wykorzystania tkanek pochodzących od pacjentów z zespołem łamliwego chromosomu X jest wypełnienie tej luki w odkryciach.

Oprócz zespołu łamliwego chromosomu X w Patzke Lab bada się także inne zaburzenia powodujące niepełnosprawność intelektualną, w tym zespół Downa i zespół Kabuki, kolejne rzadkie zaburzenie.

Patzke jest powiązany z Boler-Parseghiańskim Centrum Chorób Rzadkich i Zaniedbanych w Notre Dame, pierwszym w kraju ośrodkiem badań podstawowych nad rzadkimi chorobami. Koncentrując się zarówno na badaniach podstawowych, jak i translacyjnych, centrum współpracuje z rodzinami dotkniętymi rzadkimi chorobami, łącząc badania danych i tkanek pacjentów z podstawowymi badaniami biologicznymi, aby lepiej zrozumieć chorobę, zidentyfikować cele molekularne oraz opracować nowe metody diagnostyki i leczenia.

Kontakt: Brandi Wampler, zastępca dyrektora ds. relacji z mediami, 574-631-2632, brandiwampler@nd.edu