Исследователи выяснили, какие генетические варианты влияют на сатурацию кислорода при хронических заболеваниях лёгких
15 февраля 2024Вариации гена EPAS1, отвечающего за содержание кислорода в крови, могут быть связаны с различием симптомов и исходов у людей, страдающих хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). К таким выводам пришли учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего (Center for Physiological Genomics of Low Oxygen at University of California San Diego School of Medicine).
Татум Симонсон (Tatum Simonson), основатель и один из директоров Центра физиологической геномики низкого содержания кислорода Медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего, и его коллеги обнаружили варианты гена EPAS1 у людей с тибетским и андским горным происхождением и выяснили, как эти варианты могут влиять на уровень кислорода в крови.
Считается, что генетическая изменчивость связана с необходимостью адаптации к условиям с низким содержанием кислорода тем, кто живёт на больших высотах.
«Некоторые люди с ХОБЛ поддерживают высокую сатурацию кислорода. При этом у других с таким же заболеванием насыщение кислородом низкое. Исследователи подозревают, что за эту изменчивость ответственны генетические различия, связанные с процессами, которые лежат в основе естественного отбора в условиях большой высоты», — заявляет Симонсон.
В предыдущих исследованиях были выявлены физиологические характеристики, которые уникальны для тибетских и андских горцев (при сравнении с популяциями, живущими на низинах). У тибетцев отмечается более низкая концентрация гемоглобина и изменённая метаболическая функция, а у представителей андских популяций – увеличенный диаметр маточной артерии, больший вес при рождении и увеличенная выносливость при физических нагрузках.
Доказать генетическую связь с данными особенностями сложно. Тем не менее было обнаружено, что для высокогорных жителей характерны варианты гена эндотелиального PAS домена белка 1 (EPAS1), который кодирует альфа-субъединицу HIF-2. Учёные полагают, что их наличие связано с естественным отбором. В тибетских общинах вариант EPAS1 позволяет переносить меньшую сатурацию кислорода в крови без побочных эффектов.
Предыдущая работа не нашла убедительных доказательств существования такого варианта в андских популяциях. Настоящее исследование, опубликованное в Science Advances, показывает, что группа горцев, живущих в Андах в Перу, также обладает вариантом EPAS1 с функцией, аналогичной той, что наблюдалась у представителей Тибета, но с другим механизмом действия.
«У тибетцев, как правило, более низкая концентрация гемоглобина. Их физиология, связанная с низким содержанием кислорода, отвечает за то, чтобы количество эритроцитов не повышалось до чрезмерно высокого уровня. Теперь у нас есть понимание того, что жители Анд имеют схожие черты благодаря этому же гену, правда, с другим механизмом кодирования белка. Эволюция работала в двух популяциях с одним и тем же геном, но по-разному», — говорит Симонсон.
Это исследование не только проливает свет на различные пути эволюции человека, но и демонстрирует необходимость отбора проб из разных групп населения при разработке баз данных и проведении клинических испытаний. В связи с популярностью геномной медицины на фоне глобальных миграций населения создание новых способов лечения и диагностических или прогностических методов становится всё более важным.
«В прецизионной медицине важно признавать различия в генетическом происхождении, особенно в недостаточно изученных популяциях», — добавляет Симонсон.
