Lékařský genetik Dr. John Graham z Cedars-Sinai strávil desetiletí výzkumem zvláštního stavu, který sužoval jeho rodinu: edentulismus, absence zubů. Nejednalo se o jeden chybějící zub, ale o vážnou genetickou vadu, při které se zuby buď plně nevyvinou, nebo předčasně vypadnou, což postihuje několik generací. Tento případ ukazuje, jak mohou osobní lékařské záhady podnítit vědecké objevy.
Rodinný stav
Sám doktor Graham se narodil se zuby, které vypadly krátce po narození a nikdy nebyly nahrazeny trvalými. Jeho matka, bratři a sestry, stejně jako jeho děti a vnoučata trpěli stejným stavem. Tak silný rodinný vzorec okamžitě ukázal na genetickou příčinu, ale jeho identifikace se po mnoho let ukázala jako nemožný úkol. Tento stav není sám o sobě vzácný – až 10 % Američanů chybí jen jeden zub – ale mnohozubá forma pozorovaná v Grahamově rodině postihuje méně než 0,5 % populace, což z ní činí mnohem méně prozkoumaný problém.
Hledejte gen
Časné pokusy o identifikaci odpovědného genu v roce 2010 byly brzděny omezeními technologie sekvenování genomu. Data byla „hlučná“, což znamená, že chyby a nejednoznačnosti byly běžné a počáteční skeny ukázaly na širokou oblast chromozomu 1 obsahující více než 300 potenciálních mutací. Tím bylo zúžení okruhu podezřelých téměř nemožné. Dr. Graham téměř vzdal pátrání, když se blížil k důchodu.
Průlomová spolupráce
Dr. Pedro Sanchez, bývalý student medicíny na Grahamské univerzitě, poháněný smyslem pro mentorství a vděčnost, tuto výzvu přijal. Sanchez a jeho tým resekvenovali genomy postižených a nepostižených členů rodiny a izolovali jedinou mutaci ve stejné oblasti chromozomu 1, kterou předtím studoval Graham. Tato mutace byla v genu kódujícím keratinocytový diferenciační faktor 1 (KDF-1), protein kritický pro vývoj kůže a zubů.
Mutace potvrzena
Další sekvenování u 21 rodinných příslušníků potvrdilo souvislost: mutace byla přítomna u všech 11 postižených osob a chyběla u 10 nepostižených osob. Počítačové modelování pak ukázalo, že tato jednopísmenná změna v genu KDF-1 destabilizovala protein, pokřivila jeho tvar a narušila jeho funkci při tvorbě zubů. Výsledky byly publikovány v International Dental Journal.
Důsledky a budoucí výzkum
Objev nenabízí lék na edentulismus, ale Grahamově rodině přináší úlevu a mohl by vést k dřívější diagnóze. Ještě důležitější je, že by to mohlo posílit argumenty pro lepší krytí zubního pojištění pro implantáty, které jsou často považovány spíše za kosmetické než z lékařského hlediska nezbytné. Edentia není jen estetický problém; může vést k potížím se žvýkáním a mluvením, stejně jako k problémům duševního zdraví u dospívajících.
Vzácnost mutace CDF-1 také naznačuje její evoluční význam. Tým zjistil, že postižená oblast genu zůstala v podstatě nezměněna u 421 živočišných druhů, což ukazuje na její kritickou roli ve vývoji. Případ je připomínkou toho, že i ty nejvzácnější podmínky mohou odhalit základní poznatky o lidské biologii.
