Når kun én tvilling får en sygdom

Enæggede tvillinger deler det samme sæt gener, såsom dem for tykke øjenvipper eller en spids næse - såvel som de gener, der øger risikoen for sygdomme. Men nogle gange rammer reumatoid arthritis, kræft eller en anden sygdom den ene tvilling og ikke den anden. Hvad fører til sådanne tilsyneladende lunefulde skæbnedrejninger?

Genekspressionsundersøgelser af enæggede tvillinger kunne hjælpe med at forklare, hvorfor kun én af dem i nogle tilfælde får en sygdom. (Kredit: istockphoto.com/rbouwman)

Ny forskning, der sammenligner genekspression i par af enæggede tvillinger, hvor kun den ene tvilling har en sygdom, forsøger at besvare dette spørgsmål ved at se på, hvordan miljøet eller andre faktorer interagerer med gener for at øge sygdomsrisikoen.

En sådan undersøgelse, offentliggjort i denne måned i tidsskriftet Gigt og gigt , har identificeret tre nye gener involveret i reumatoid arthritis. Det kunne i sidste ende kaste lys over de faktorer, der udløser sygdommen hos genetisk modtagelige individer.

Mange sygdomme er forårsaget af en kombination af miljømæssige og genetiske faktorer. I leddegigt, for eksempel, kan et allergen eller virus udløse i en genetisk modtagelig person ekspressionen af ​​gener, der forårsager betændelse og andre problemer, siger Erik Matteson , en reumatolog ved Mayo Clinic i Rochester, NY.

Enæggede tvillinger giver en ideel ramme for at studere denne komplekse interaktion. Mens de deler de samme gener, adskiller de sig nogle gange i, hvordan disse gener udtrykkes. I den nylige undersøgelse undersøgte forskere ved University of Michigan 11 par tvillinger, hvor et medlem af parret havde leddegigt, en autoimmun sygdom, der ødelægger vævet i leddene. Eksperter siger, at genetik tegner sig for omkring 60 procent af forekomsterne af sygdommen, mens andre faktorer, såsom infektioner eller eksponering for toksiner, er ansvarlige for de resterende 40 procent. Og begge medlemmer af et identisk tvillingepar har normalt ikke sygdommen; hvis en tvilling har det, vil den anden have det omkring 15 procent af tiden. Det er en stærk indikation af, at der ud over generne skal ske noget andet, siger Joseph Holoshitz, en reumatolog ved University of Michigan Medical School i Ann Arbor, der ledede undersøgelsen. Hvad det er, ved vi stadig ikke.

Holoshitz og hans team analyserede genekspressionsmønstre i hver duo og ledte efter gener, der enten var under- eller overudtrykte hos dem med sygdommen. De fandt tre tidligere uidentificerede kandidater, der var stærkt udtrykt i leddene på den berørte tvilling. Et gen koder for et enzym, der menes at neutralisere cortisol, en anti-inflammatorisk forbindelse. (Rheumatoid arthritis-patienter har længe været kendt for at have mangel på kortisol.) Et andet gen koder for et protein, der letter dannelsen af ​​nye blodkar, som er en del af inflammationsprocessen i sygdommen. Det tredje gen menes at være involveret i at fordøje proteiner og kan bidrage til vævsdestruktion i leddet.

Forskerne er endnu ikke sikre på, hvad der udløser disse forskelle i genekspression. Men epigenetiske ændringer - ikke-genetiske faktorer, der ændrer måden, DNA pakkes eller mærkes på - er en sandsynlig synder. Det kan være, at tvillingen med sygdommen på et bestemt tidspunkt i deres levetid fik epigenetiske modifikationer af visse gener, som ikke skete hos den raske tvilling, siger Holoshitz. Epigenetiske ændringer kan forekomme tilfældigt eller fra miljøpåvirkninger.

Flere eksperter siger, at resultaterne er spændende, men foreløbige. Det vil være vigtigt at forsøge at studere disse gener mere detaljeret og i andre populationer for at forsøge at bekræfte og forstå, hvordan de spiller en rolle i sygdom, siger Lindsey Criswell, en videnskabsmand, der studerer gigt ved University of California, San Francisco. Hun tilføjer, at fordi forskerne undersøgte forsøgspersoner, der allerede udviklede sygdommen, er det uklart, om de unormale udtryksmønstre var en konsekvens af sygdommen eller faktisk førte til dens begyndelse. At studere patienter diagnosticeret i de tidligste stadier af reumatoid arthritis kunne hjælpe med at drille det ud, siger hun.

Større undersøgelser er allerede i gang. Frederik Møller , chef for Environmental Autoimmunity Group ved National Institute of Environmental Health Sciences i Bethesda, MD, står i spidsen for en undersøgelse af tvillinger og søskende med reumatoid arthritis, lupus og sklerodermi for at bestemme de specifikke miljøeksponeringer og genetiske faktorer, der bidrager til disse sygdomme. Hans team vil se på nogle af generne fremhævet i Michigan-undersøgelsen. Når de har identificeret specifikke miljømæssige triggere for sygdommene, vil de forsøge at finde en forbindelse mellem de to.

Miller siger, at Michigan-undersøgelsen er et bevis på, at denne tilgang kan identificere nye proteiner og gener involveret i sygdomsprocesser. Han tilføjer, at undersøgelsen var unik, fordi forskerne var i stand til at finde 11 par passende tvillinger - en udfordrende opgave for en relativt usædvanlig sygdom. En håndfuld af sådanne tvillinge-baserede undersøgelser er blevet udført i autisme, multipel sklerose og andre sygdomme, men de fleste af dem fokuserede på færre par.

Holoshitz planlægger også yderligere eksperimenter. Han vil blandt andet finde ud af, om blokering af de skyldige gener kan være med til at bremse smerten og betændelsen ved gigt.

skjule