В настоящее время ученые работают над тем, чтобы использовать древнюю ДНК для понимания болезней и улучшения лечения пациентов.
Например, по сравнению с неиспаноязычными детьми, у латиноамериканских детей на 40% больше диагностировано гематологическое злокачественное новообразование, известное как острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ). ОЛЛ, рак крови, является результатом мутаций ДНК и обычно поражает детей. Симптомы включают увеличение лимфатических узлов, синяки, боль в костях, кровотечение из десен и лихорадку. Кроме того, многие дети заражаются частыми инфекциями в результате слабого иммунитета. К сожалению, различия между неиспаноязычными и латиноамериканскими детьми в ОЛЛ до сих пор неясны.
В недавней статье, опубликованной в журнале Cell Genomics, доктор Виджай Г. Санкаран и его команда обнаружили генетический маркер, который указывает на повышенный риск развития ОЛЛ у латиноамериканских детей. Команда работала в обратном направлении и использовала древнюю ДНК, чтобы проследить мутацию примерно 13 000 лет назад до первых мигрантов из Америки. Санкаран является врачом, ученым и главным исследователем в Гарвардском институте стволовых клеток, где он изучает генетические вариации человека и то, как они влияют на производство клеток человека в контексте здоровья и болезни. Новизна исследования заключается в возможности использовать генетические данные из различных популяций для выявления фактора риска, который помогает объяснить это неравенство ОЛЛ у латиноамериканских детей.
Команда использовала полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) для поиска мутаций, связанных с расовыми/этническими различиями в ОЛЛ. Было обнаружено, что генетическая мутация снижает IKZF1, ген, который кодирует производство белка, необходимого для развития В-клеток. Этот белок, известный как Икарос, гораздо ниже у латиноамериканских детей. Повышенная мутационная нагрузка приводит к тому, что IKZF1 не может кодировать Ikaros, что приводит к нарушению развития В-клеток. Идентифицированный вариант IKZF1 задерживает дифференцировку В-клеток и повышает риск раковых мутаций. Было обнаружено, что этот вариант происходит от коренных американцев, а не от европейских предков, которые почти отсутствовали. Этот повышенный риск связывает высокую распространенность заболевания в странах со значительным совпадением предков коренных американцев, таких как Мексика и другие страны Латинской Америки.
Чтобы выяснить, когда вариант IKZF1 возник на протяжении всей истории, команда проанализировала древние образцы ДНК и обнаружила, что ДНК людей из Анзика в Монтане несла мутацию. Таким образом, исследователи определили, что этот вариант присутствовал почти 13 000 лет назад у народов ранней Америки. Кроме того, этому варианту способствовал естественный отбор. Исследовательская группа подозревает, что эта мутация, возможно, помогла защитить этих ранних людей от инфекции, поскольку IKZF1 участвует в иммунной системе.
В целом, это исследование демонстрирует захватывающее применение древнего анализа ДНК для оценки риска заболеваний. Эта работа обеспечивает лучшее понимание ОЛЛ и того, как врачи могут проводить скрининг на вариант IKZF1 у детей, чтобы лучше прогнозировать рак. Кроме того, теперь ученые могут работать над тем, как преодолеть это препятствие и разработать более эффективные лекарства и методы лечения для детей с ОЛЛ. В целом, эта работа использует древнюю ДНК для улучшения наших знаний о болезни и предоставляет потенциал для преодоления ОЛЛ и увеличения продолжительности жизни пациентов.