Ариния, или врожденное отсутствие носа, является крайне редкой аномалией развития, зафиксировано менее сотни подобных случаев. Недавнее исследование выявило генетические причины аринии, связанные с подавлением гена SMCHD1 и последующей активацией гена DUX4.
Среди большого числа врожденных дефектов, возникающих из-за нарушений эмбрионального развития, много редких и очень редких. Однако ариния, то есть отсутствие носа с рождения, выделяется даже среди них. С момента первого описания в 1931 году врачи отметили всего несколько десятков человек (не больше сотни), которые появились на свет без носа. Такая аномалия означает отсутствие не только важной части лица, но и пазух носа, обонятельного эпителия и некоторые другие дефекты, затрагивающие в том числе глаза.
Детям, появившимся на свет с аринией, требуется неотложная медицинская помощь, а также последующее лечение наблюдении врачей.
В ходе поиска молекулярно-генетических факторов, влияющих на отсутствие носа при рождении, исследователи сосредоточились на определенном гене SMCHD1. Известно, что мутации в этом гене также приводят к развитию другой врожденной аномалию — плече-лопаточно-лицевую мышечную дистрофию, имеющую отличную клиническую картину.
В новой статье для Science Advances этот вопрос разобран более подробно. Ее авторы использовали клетки, полученные от пациентов с аринией, а также культуры нормальных человеческих эмбриональных клеток, у которых нокаутировали ген SMCHD1. Сначала исследователи спровоцировали их трансформацию в ткани, из которых в зародыше обычно формируется обонятельный эпителий и другие структуры.
Как и следовало ожидать, поломка SMCHD1 помешала клеткам эмбриона нормально дифференцироваться. Более того, ученые отметили в них признаки апоптоза — программируемой клеточной гибели. К тому же такие клетки потеряли способность группироваться в скопления, присутствующие в тканях нормального эмбриона.
Оказалось также, что выключение гена SMCHD1 сопровождается усилением активности другого гена — DUX4. Он представляет собой кодирующий ген, отвечающий за синтез факторов транскрипции — белков, регулирующих переписывание ДНК в РНК. Этот процесс тесно связан с метилированием ДНК, являющимся значимым механизмом эпигенетической регуляции.
При этом возвращение активности гена SMCHD1, как и подавление экспрессии DUX4, способствовали нормальному развитию клеток. Это подтверждает, что оба гена имеют ключевое значение для развития патологических изменений, приводящих к врожденному отсутствию носа.
Не менее важным представляется то, что авторы проанализировали влияние внешних факторов на развитие заболевания, которое ранее считалось исключительно генетическим. Исследование показало, что заражение клеток вирусом герпеса первого типа повышает экспрессию DUX4, и способствует развитию аномальных изменений в клетках, содержащих мутации, приводящие к аринии.