Na površini većine ćelija nalazi se sićušna struktura koja dugo nije dobijala pažnju kakvu zaslužuje. Naziva se primarna cilija i podseća na mikroskopsku antenu. Njena uloga nije samo ukrasna: ona prima informacije iz okruženja i pomaže ćeliji da odluči kada treba da se deli, pomera, menja funkciju ili započne stvaranje novog tkiva.
Naučnici su sada otkrili signalni sistem unutar ove „antene“ koji može biti presudan za pravilno formiranje srca tokom embrionalnog razvoja. Kada genetske promene poremete komunikaciju, posledice se ne moraju ograničiti na srce. Mogu biti zahvaćeni mozak, bubrezi, skelet i drugi organi koji se razvijaju u isto vreme.
U središtu mehanizma nalaze se tri proteina označena kao TAK1, TAB2 i PKA-Cα. Oni zajednički stvaraju signalno čvorište u primarnoj ciliji. Njihova aktivnost pomaže matičnim ćelijama da u odgovarajućem trenutku krenu putem razvoja u ćelije srčanog mišića. Ako je signal pogrešan ili nepotpun, složen proces oblikovanja srca može biti poremećen.
Istraživači Univerziteta u Kopenhagenu do zaključka nisu došli samo jednim eksperimentom. Najpre su analizirali genetske podatke nekoliko hiljada osoba sa urođenim srčanim manama, tražeći retke varijante koje se kod pacijenata pojavljuju češće nego kod zdravih ljudi. Zatim su odabrane promene reprodukovali u eksperimentalnim modelima kako bi utvrdili šta one zaista rade.
Posebnu ulogu imale su zebrice, čiji je rani razvoj pogodan za posmatranje, kao i ljudske ćelije i matične ćelije miševa. Kada su istraživači izmenili gene povezane sa novootkrivenim sistemom, formiranje i funkcija srca kod zebrica bili su narušeni. Laboratorijska ispitivanja ćelija pokazala su kako prekid komunikacije menja molekularne instrukcije.
Studija objavljena u časopisu „PLOS Biology“ usmerena je prvenstveno na sindromske urođene srčane mane. To su stanja kod kojih promena na srcu predstavlja deo šireg genetskog sindroma. Isti pacijent može zato imati poteškoće povezane sa više organa, što je lekarima ranije otežavalo pronalaženje zajedničkog uzroka.
Primarna cilija pruža moguće objedinjujuće objašnjenje. Pošto se nalazi na gotovo svim vrstama ćelija i učestvuje u razvoju velikog broja organa, kvar u njenom signalnom sistemu može da ostavi različite posledice širom tela. Jedna genetska promena tako može izgledati kao nekoliko nepovezanih zdravstvenih problema.
Urođene srčane bolesti spadaju među najčešće razvojne anomalije. Procene govore da ih svake godine dobije između 2,3 i 2,5 miliona novorođenčadi širom sveta. Raspon je veliki: neke promene su blage i zahtevaju samo praćenje, dok druge traže operaciju ili intenzivno lečenje ubrzo posle rođenja.
Novo otkriće još ne donosi gotovu terapiju. Veći deo uzročno-posledičnog lanca potvrđen je kroz genetske podatke i eksperimentalne modele, pa tek treba detaljno utvrditi kako se mehanizam ponaša u ljudskom embrionalnom razvoju. Ipak, poznavanje signalnog puta može pomoći u ranijem prepoznavanju pacijenata i preciznijem razvrstavanju retkih sindroma.
Najveća vrednost studije nalazi se u promeni perspektive. Umesto da se srčana mana posmatra samo kao problem jednog organa, ona se može pratiti unazad do sistema kojim ćelije primaju i prevode razvojne instrukcije. Sićušna „antena“, gotovo nevidljiva čak i pod običnim mikroskopom, mogla bi tako objasniti zašto se određene promene u srcu, mozgu, bubrezima i kostima ponekad pojavljuju zajedno.
S.B.
