211service.com
När bara en tvilling får en sjukdom
Enäggstvillingar delar samma uppsättning gener, till exempel de för tjocka ögonfransar eller en spetsig näsa – såväl som de gener som ökar risken för sjukdomar. Men ibland drabbar reumatoid artrit, cancer eller annan sjukdom den ena tvillingen och inte den andra. Vad leder till sådana till synes nyckfulla vändningar av ödet?
Studier av genuttryck av enäggstvillingar kan hjälpa till att förklara varför, i vissa fall, bara en av dem får en sjukdom. (Kredit: istockphoto.com/rbouwman)
Ny forskning som jämför genuttryck i par av enäggstvillingar där bara en tvilling har en sjukdom försöker svara på den frågan, och tittar på hur miljön eller andra faktorer interagerar med gener för att öka sjukdomsrisken.
En sådan studie, publicerad denna månad i tidskriften Artrit och reumatism , har identifierat tre nya gener involverade i rheumatoid arthritis. Det skulle så småningom kunna belysa de faktorer som utlöser sjukdomen hos genetiskt känsliga individer.
Många sjukdomar orsakas av en kombination av miljömässiga och genetiska faktorer. Vid reumatoid artrit, till exempel, kan ett allergen eller virus hos en genetiskt mottaglig person utlösa uttrycket av gener som orsakar inflammation och andra problem, säger Erik Matteson , en reumatolog vid Mayo Clinic i Rochester, NY.
Enäggstvillingar ger en idealisk miljö för att studera denna komplexa interaktion. Även om de delar samma gener, skiljer de sig ibland i hur dessa gener uttrycks. I den senaste studien studerade forskare vid University of Michigan 11 tvillingpar där en medlem av paret hade reumatoid artrit, en autoimmun sjukdom som förstör vävnaden som kantar lederna. Experter säger att genetik står för cirka 60 procent av förekomsten av sjukdomen, medan andra faktorer, såsom infektioner eller exponering för toxiner, är ansvariga för de återstående 40 procenten. Och båda medlemmarna i ett identiskt tvillingpar har vanligtvis inte sjukdomen; om en tvilling har det, kommer den andra att ha det ungefär 15 procent av tiden. Det är en stark indikation på att utöver gener måste något annat hända, säger Joseph Holoschitz, en reumatolog vid University of Michigan Medical School i Ann Arbor, som ledde studien. Vad det är vet vi fortfarande inte.
Holoshitz och hans team analyserade genuttrycksmönster i varje duo och letade efter gener som antingen var under- eller överuttryckta hos dem med sjukdomen. De hittade tre tidigare oidentifierade kandidater som uttrycktes starkt i lederna på den drabbade tvillingen. En gen kodar för ett enzym som tros neutralisera kortisol, en antiinflammatorisk förening. (Reumatoid artrit-patienter har länge varit kända för att ha kortisolbrist.) En annan gen kodar för ett protein som underlättar bildandet av nya blodkärl, vilket är en del av inflammationsprocessen i sjukdomen. Den tredje genen tros vara involverad i att smälta proteiner och kan bidra till vävnadsförstöring i leden.
Forskarna är ännu inte säkra på vad som utlöser dessa skillnader i genuttryck. Men epigenetiska förändringar – icke-genetiska faktorer som förändrar hur DNA förpackas eller märks – är troligt en boven. Det kan vara så att tvillingen med sjukdomen vid en viss tidpunkt i sin livstid fick epigenetiska modifieringar av vissa gener som inte hände i den friska tvillingen, säger Holoshitz. Epigenetiska förändringar kan inträffa slumpmässigt eller från miljöpåverkan.
Flera experter säger att fynden är spännande, men preliminära. Det kommer att vara viktigt att försöka studera dessa gener mer i detalj och i andra populationer, för att försöka bekräfta och förstå hur de spelar en roll vid sjukdom, säger Lindsey Criswell, en forskare som studerar artrit vid University of California, San Francisco. Hon tillägger att eftersom forskarna studerade försökspersoner som redan utvecklat sjukdomen är det oklart om de onormala uttrycksmönstren var en konsekvens av sjukdomen eller faktiskt ledde till att den började. Att studera patienter som diagnostiserats i de tidigaste stadierna av reumatoid artrit kan hjälpa till att reta det, säger hon.
Större studier pågår redan. Frederick Miller , chef för Environmental Autoimmunity Group vid National Institute of Environmental Health Sciences i Bethesda, MD, leder en studie av tvillingar och syskon med reumatoid artrit, lupus och sklerodermi för att fastställa den specifika miljöexponeringen och genetiska faktorer som bidrar till dessa sjukdomar. Hans team kommer att titta på några av generna som lyfts fram i Michigan-studien. När de väl har identifierat specifika miljöutlösare för sjukdomarna kommer de att försöka hitta en koppling mellan de två.
Miller säger att Michigan-studien är ett bevis på att detta tillvägagångssätt kan identifiera nya proteiner och gener involverade i sjukdomsprocesser. Han tillägger att studien var unik eftersom forskarna kunde hitta 11 par lämpliga tvillingar – en utmanande uppgift för en relativt ovanlig sjukdom. En handfull sådana tvillingbaserade studier har genomförts inom autism, multipel skleros och andra sjukdomar, men de flesta av dem fokuserade på färre par.
Holoshitz planerar också ytterligare experiment. Han vill bland annat ta reda på om blockering av de skyldiga generna kan bidra till att bromsa smärtan och inflammationen av artrit.