U novoj studiji, istraživači s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Maryland i drugih istraživačkih institucija po prvi su put otkrili da protein sličan hemoglobinu, poznat kao citoglobin, igra važnu ulogu u razvoju srca. Točnije, utječe na pravilan lijevo-desni obrazac srca i drugih asimetričnih organa. Ovo otkriće bi u konačnici moglo dovesti do razvoja novih terapijskih intervencija za promjenu procesa koji dovode do ovih nedostataka. Nalazi su objavljeni online 14. prosinca 2023. u časopisu Nature Communications u radu pod naslovom "Citoglobin regulira NO-ovisan motilitet cilija i lateralnost organa tijekom razvoja."
Ovi su autori koristili CRISPR uređivanje gena kako bi izbacili gen citoglobulina u zebrice. Nedostatak citoglobulina uzrokuje da embriji razviju srca kao u zrcalu, u kojima je lijevo-desni obrazac srca obrnut. Kod ljudi citoglobulini su uključeni u proizvodnju dušikovog oksida, spoja koji pomaže regulirati zdrav protok krvi u organima.
Dr. Mark T. Gladwin, jedan od starijih autora rada i dekan Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Marylandu, više od 20 godina proučava učinke dušikovog oksida na krvne žile, uključujući i ovu novu studiju.
Od otkrića citoglobulina prije dva desetljeća, utvrđeno je da se eksprimira u gotovo svim ljudskim tkivima, ali mehanizam po kojem ovaj protein funkcionira je uglavnom nepoznat", rekao je dr. Gladwin. Znamo da citoglobulin može igrati ulogu u reguliranje i održavanje razine dušikovog oksida, ali naša nova otkrića sugeriraju da on pozitivno regulira proizvodnju dušikovog oksida kako bi se osigurala ispravna funkcija resica, te da njegov nedostatak dovodi do velikih abnormalnosti organa."
Kako bi proveli ovu novu studiju, ovi su autori izbacili gen citoglobina u zebricama, što je, na njihovo iznenađenje, dovelo do velikih nedostataka u strukturi i položaju organa u embriju u razvoju. Na primjer, srce se nalazi na desnoj strani zebrice umjesto na lijevoj, a srce se okreće ulijevo umjesto udesno.
Dr. Paola Corti, suautorica rada i asistentica profesora biokemije i molekularne biologije na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Marylandu, rekla je: "Otkrili smo da citoglobulini igraju ključnu ulogu u strukturi i funkciji sitnih dlačica strukture koje se nazivaju cilije, gdje cilije određuju asimetriju organa i normalan razvoj."
Cygb2 mutirani fenotipovi pokazuju nedostatke vezane uz organe. Slika iz Nature Communications, 2023, doi:10.1038/s41467-023-43544-0.
Ovo je prvi put da je otkriveno da je citoglobulin - ili bilo koja vrsta globulina poput hemoglobina - uključen u razvoj fetusa i da se njegov nedostatak može povezati s urođenim manama. To je također prvi put da je otkriveno da je citoglobulin uključen u funkciju cilija. Ovo otkriće moglo bi otvoriti vrata razvoju lijekova za liječenje rijetkih urođenih mana koje utječu na kretanje cilija.
Otprilike 1 od 10,000 do 1 od 30,000 ljudi rađa se s primarnom cilijarnom dikinezijom (PCD), rijetkim poremećajem koji zahvaća trepavice i može uzrokovati probleme s disanjem zbog zgusnute sluzi koja začepljuje dišne putove ," rekao je dr. Corti. Poznato je da Kartagenerov sindrom), oblik PCD-a, uzrokuje srčane mane kod zebrica, gdje je srce abnormalno nagnuto i zakrenuto udesno. Ne postoji lijek za ovu bolest, samo operacija za popravak srčanih mana i liječenja za kontrolu simptoma."
Iako se zna da određeni geni uzrokuju oko 70 posto slučajeva PCD-a, citoglobulini mogu igrati ključnu ulogu u 30 posto slučajeva bez poznatog genetskog uzroka.
Dr. Elizabeth Rochon, prva autorica rada i asistentica profesora medicine na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u Marylandu, rekla je: "Otkrili smo fenotip i povezali ga s cilijama. U prisutnosti citoglobulina, mogli smo pratiti funkciju proteina i kako on dovodi do normalne funkcije cilija i razvoja organa, uočili smo te nedostatke."
