Медь является важным металлом во многих клеточных процессах, но ее уровни необходимо тщательно регулировать, чтобы избежать дефицита или токсической перегрузки. При болезни Вильсона мутации переносчика меди ATP7B приводят к накоплению меди в головном мозге и печени, что приводит к необратимому повреждению этих тканей.
У больных проявляются психоневрологические симптомы и фатальная печеночная недостаточность, если их не лечить. Несмотря на то, что заболевание вызывает один ген (ATP7B), считается, что на возраст начала и тяжесть симптомов влияют гены-модификаторы, что затрудняет диагностику.
Идентификация этих генов-модификаторов оказалась сложной задачей для людей, в основном потому, что болезнь встречается очень редко.
Генетические исследования чистокровных собак являются важным инструментом в исследовании болезней, потому что собаки часто демонстрируют те же клинические симптомы, что и люди, и связанные с заболеванием гены могут быть сравнительно легко картированы.
Доктор Фитен и его коллеги недавно обнаружили, что лабрадор-ретривер, как и люди, может быть поражен наследственным токсикозом меди. У пораженных собак наблюдаются аномалии печени, имитирующие те, которые наблюдаются у пациентов с болезнью Вильсона, что делает их хорошими моделями для изучения сложной биологии состояния человека. В своем новом исследовании команда провела общегеномное ассоциативное исследование (GWAS) на когорте из 235 лабрадоров-ретриверов вместе с независимой репликационной когортой. Путем картирования кандидатных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) и выполнения подробного функционального анализа они показывают, что мутации в гене болезни Вильсона ATP7B связаны с накоплением меди в печени, подтверждая использование этих собак в качестве модели болезни человека.
Интересно то, что доктор Фитен и его коллеги также обнаружили, что мутация второго гена-переносчика меди, ATP7A, защищает собак от накопления меди в печени. Это предполагает, что ATP7B и ATP7A играют антагонистические роли в гомеостазе меди и что ослабление накопления меди за счет мутации ATP7A может облегчить симптомы болезни Вильсона у людей.
Эта работа показывает, как изучение популяций инбредных собак может дать новое понимание генетических основ сложных заболеваний, устраняя разрыв между моделями мелких грызунов и людьми. "Собака является бесценной моделью для изучения наследственных болезней накопления меди, и наблюдения, сделанные в этом исследовании, принесут пользу как собакам, так и людям."сказал д-р Фитен, объясняя значение своих выводов.