Po mnoho let vědci nerozuměli mechanismu Williamsova (nebo Williams-Burenova) syndromu, vzácného genetického onemocnění, které postihuje průměrně jednoho z deseti tisíc novorozenců. Američtí lékaři se přiblížili řešení nemoci vytvořením svého buněčného modelu. Neurony v syndromu se vyznačují zvýšeným počtem dendritů a nízkou životaschopností. Článek byl publikován v časopise Nature.
Lidé s Williamsovým syndromem v různých fázích života. Obr. z článku N Engl J Med 2010; 362: 239-52. z webu sdružení Williams Syndrome Association.
Lidé s Williamsovým syndromem (WS nebo WBS v anglické jazykové literatuře) mají charakteristický vzhled, který připomíná lidový elf s nízkým čelem, širokým rozšířením obočí, nosem knoflíku, velkými ústy a řídkými dlouhými zuby. Proto se také nazývá „tvář elfa“.
Také ti, kteří trpí touto nemocí, snížili duševní vývoj při zachování některých intelektuálních schopností, kromě toho se vyznačují výjimečnou vysokou společenskostí, přátelskostí, důvěřivostí a dobrou povahou.
Syndrom popsal v roce 1961 novozélandský kardiolog John Cyprian Phipps Williams, známý tím, že v roce 1969 zcela opustil svou kariéru, přerušil všechny vazby a zmizel a objevil se z času na čas v Evropě - nejnovější informace o této úžasné osobě pocházejí z roku 2000. Zda je Williams, narozený v roce 1922, stále naživu, není známo.
Minulý výzkum ukázal, že Williamsův syndrom je spojen s delecí určité oblasti z dlouhého ramene sedmého chromozomu. Chybějící fragment má délku asi 3 miliony párů bází a ovlivňuje 26 genů.
Propagační video:
Avšak s výraznou výjimkou genu pro elastin, jehož ztráta se projevuje abnormální tvorbou cévních stěn, funkce těchto genů zůstávají do značné míry neznámé. V důsledku toho není mechanismus výskytu onemocnění jasný, což neumožňuje vytvoření žádných účinných způsobů léčby.
Tým lékařů z University of California v San Diegu, vedený Alyssonem Muotri, vybral pět dětí s Williamsovým syndromem ve věku mezi 8 a 14 lety, potvrdil svou chorobu pomocí genetické analýzy a odebral vzorky somatických buněk z tkáně dříve ztracených zubů.
Buňky zubní buničiny, včetně neuronů, jsou tvořeny z jedné kmenové buněčné linie. Pomocí Yamanakaových signalizačních proteinových faktorů autoři práce „vrátili“dospělé diferencované buňky izolované z buničiny do tak raného stavu. A pak začali proces přeměny na neurony a studovali vlastnosti těchto buněk.
Ukázalo se, že „neurony syndromu“jsou anatomicky a fyziologicky výrazně odlišné od normálních. Zejména zpomalily růst a dělení a zvýšenou apoptózu. Neuroni se rozvětvují do více dendritů, než je obvyklé, a dendrity zase mají více osten. Tkáň vytvořená těmito buňkami je tedy charakterizována mimořádnou konektivitou mezi buňkami a mnoha synapsemi.
Kromě toho vědci ukázali, že zvýšená aktivita apoptózy může být spojena s jedním z genů, které byly podrobeny deleci, FZD9, jehož proteinový produkt se podílí na regulaci buněčného dělení. To bylo potvrzeno experimenty s narušením funkce FZD9 v podobné linii prekurzorových buněk neuronů získaných z buničinových buněk zdravých lidí.
„Nový model využívající indukované pluripotentní kmenové buňky zaplňuje existující mezeru v chápání buněčné biologie Williamsova syndromu,“uzavírají autoři, „a může přinést nové poznatky o molekulárních mechanismech, které jsou základem nemoci a fungování lidského sociálního mozku.“