有一天,科学可能治愈镰状细胞贫血

影响我们的血液细胞的基因突变血红蛋白是最常见的突变。据估计大约5%的世界人口携带有缺陷球蛋白基因。

血红蛋白的分子是红色的血细胞拿起氧气从肺部和传输它整个身体其他组织。

我们可以容忍一个球蛋白基因的突变,但当一个人从他们的母亲那里继承两个突变——一个从他们的父亲和一个——他们可能患有遗传病,如镰状细胞贫血或地中海贫血。

许多受影响的个人生活在发展中国家治疗这些疾病的挑战非常大。

但是为什么球蛋白突变如此普遍和什么类型的治疗有可能吗?

取决于你从哪里来

周围的神秘患病率的突变被考虑地理解决。比较领域的影响疟疾与地区血液疾病是常见的显示,这两个区域重叠。

所以我们发现血液突变是流行在整个非洲,中东,东南亚和中美洲。

他们也共同在地中海,今天不受疟疾的地区,但包庇他们传输直到最近蚊子和寄生虫。

在北美镰状细胞贫血和地中海贫血在非洲裔美国人都很常见。

突变和疟疾

疟疾和突变之间的联系可能会引导我们提出的缺陷预防疟疾。

不幸的是,个人有两个突变球蛋白基因不保护,可能特别容易受到疟疾。但那些拥有一个良好的副本和一个突变复制,确实享受一些阻力。

机制可能取决于特定的突变,但总体上似乎有一个突变球蛋白使血细胞稍微脆弱和更少的寄生虫可以在血液中,从而减少症状和死亡。

一直在进化的时间有利于基因组中有一个突变球蛋白基因突变,所以通过一代又一代。

但它不是好有两个突变。如果你有两个缺陷副本那么红细胞会非常脆弱,可能会导致贫血。

更糟糕的是铁释放破坏血细胞可能积累有毒水平和细胞碎片可能会阻止称为毛细血管的微小血管。

镰状细胞贫血

最常见的突变影响球蛋白基因被称为镰状细胞突变。这也是有史以来第一次人类突变被理解。

1957年弗农英格拉姆和他的同事们发现,谷氨酸的替换在第六球蛋白链中的位置为另一个残留缬氨酸负责镰状细胞贫血。

这个简单的改变产生了变异球蛋白分子坚持其他球蛋白链形成固体聚合,使红细胞脆弱。

在低氧血红细胞失去了甜甜圈形状和出现细长的镰刀,因此疾病的名称。

其他常见的涉及整个球蛋白基因缺失突变。

球蛋白基因生物学是复杂的。血红蛋白分子是由两个α链和两个β链。有一个删除α或β基因会导致连锁不平衡和一种特殊形式的贫血称为地中海贫血。

在beta-thalassaemia被认为是多余的破坏红细胞的α链,而不是整体的短缺血红蛋白分子。

治疗可用

有很多治疗镰状细胞贫血和地中海贫血。治疗包括输血,添加新的血液代替脆弱和受损的血液。

这种治疗很重要,但显然它不移除细胞碎片和毒性水平的铁会导致显著的症状。事实上研究人员正在设法修复有缺陷的红细胞。

一种方法是基因疗法。这个想法是为了引入新的球蛋白基因红细胞,或者因为他们没有细胞核,是短暂的,到他们的祖细胞,血液干细胞。

这种方法有在至少一个实例,但事实证明很难获得球蛋白水平的生产要求和生成大量的基因治疗病毒是非常昂贵的。

其他解决方案研究

其中一个最令人兴奋的新方法是通过研究天然球蛋白突变。

发现一些有严重的家庭球蛋白突变只表现出轻微的症状。他们发现携带额外的补偿另一个基因的突变,一个超级球蛋白称为胎儿球蛋白。

胎儿球蛋白结合紧密,并允许婴儿抢走氧从他们的母亲的血液。子宫内的胎儿球蛋白基因表达,但自然我们出生后不久是关闭的。

在几个有突变的家庭在其控制地区胎儿球蛋白保持一生。

通常这不是明显的,令人惊讶的是它甚至不出现干扰正常怀孕,但是如果发生了一个有一个有缺陷的成年人球蛋白基因这个超级球蛋白可以接管。它在球蛋白可以弥补不足,甚至擅长绑定了过度的有毒α球蛋白。

超级球蛋白救援

大约30年前,研究人员开始问我们是否能够打开超级球蛋白基因的患者镰状细胞贫血和地中海贫血。

非常有几种化学药剂,刺激血细胞产生这个超级球蛋白-羟基脲也许是使用最广泛的。

它和其他代理操作的机制仍存在争议。可能直接取决于胎儿球蛋白基因,或者它可能破坏血细胞和触发紧急反应涉及超级球蛋白生产。

寻找新的代理目标胎儿球蛋白基因本身,把它,只有它,仍在继续。

最近的进步来自于观察胎儿球蛋白的变化在正常人群通过全基因组关联研究(GWAS)。

发现患有胎儿特别高球蛋白的变化调节基因,BCL11A。这个基因编码dna结合蛋白,特别是压制胎球蛋白表达。

努力现在已经开始降价BCL11A血红细胞祖细胞的活动,通过RNA沉默,基因组编辑或化学药剂。

如果可以做到这一点,至少在理论上,提供一个治疗这些常见的遗传病,每个人都希望可以直到永远。

最重要的是,化学处理可能会提供帮助发展中国家终身输血是很难实现的。

这个故事是由出版谈话(在创作共用署名/不衍生产品)。