Многопрофильная группа исследователей под руководством Детской больницы Филадельфии (CHOP) обнаружила несколько генетических маркеров, связанных с накоплением минералов в костях, которые в конечном итоге могут помочь выявить причины возможного остеопороза в более раннем возрасте с помощью генетического тестирования. Результаты, которые стали возможными благодаря наблюдению за группой детей в течение нескольких лет, были опубликованы в Интернете в журнале Genome Biology.
Остеопороз широко считается болезнью пожилого возраста. Однако увеличение плотности костной ткани в раннем возрасте имеет решающее значение для достижения оптимальной костной массы во взрослом возрасте и влияет на здоровье костей на протяжении всей жизни человека. В то время как исследования изучали генетические маркеры, связанные со здоровьем костей во взрослом возрасте, очень немногие из них были выполнены у детей в наиболее критический период роста костей.
Кроме того, общегеномные ассоциативные исследования (GWAS) пытались точно определить генетические маркеры, связанные с ростом костей, но улучшенное понимание пространственной организации генома человека может выявить лежащие в основе причинные гены, которые в противном случае могли бы быть упущены.
"Мы хотели провести исследование GWAS, в котором измерялось накопление минералов в костях в нескольких временных точках, чтобы предоставить нам надлежащие продольные данные в тех возрастах, когда скелет растет и развивается," сказал Струан Ф.А. Грант, Ph.D., Директор Центра пространственной и функциональной геномики и Дэниел Б. Берк, руководитель отдела исследований диабета в CHOP и ведущий автор исследования. "Проведя продольное исследование, мы добились гораздо большей эффективности в относительно небольшой группе пациентов."
Исследовательская группа, в которую вошли эксперты в области генетики и биологии костей, собрала данные из примерно 11000 измерений плотности костной ткани, которые проводились в рамках исследования плотности костных минералов в детстве (BMDCS), проекта, возглавляемого Бабетт С. Земель, к.D., Заместитель директора программы Центра клинических и трансляционных исследований, директор основной лаборатории биологического питания CHOP и первый автор исследования. После того, как генетические маркеры были идентифицированы, исследователи использовали метод сопоставления вариантов генов для поиска как основных причинных вариантов, так и соответствующих эффекторных генов. Далее они исследовали определенные генетические маркеры или локусы, чтобы охарактеризовать их влияние на функцию остеобластов.
Используя этот метод, исследователи идентифицировали 40 различных локусов, в том числе 35, о которых ранее не сообщалось, связанных с наращиванием костной ткани. Некоторые из этих локусов связаны с риском переломов в более позднем возрасте. Кроме того, исследователи идентифицировали два новых эффекторных гена, которые потенциально могут быть причиной. Наконец, они также определили несколько генетических путей, участвующих в вариациях роста костной ткани, которые играют важную роль в определении того, станут ли клетки в конечном итоге остеобластами (костными клетками) или адипоцитами (жировыми клетками).
"Это исследование – одно из многих, демонстрирующих, как эти локусы проявляются раньше в жизни, чем мы думали ранее," сказал Земель. "В этом случае наши результаты могут помочь нам лучше адаптировать вмешательства в образ жизни, такие как упражнения и изменения в питании, которые помогут пациентам в более позднем возрасте, а также могут привести к новым терапевтическим вмешательствам."