Hvordan en eldgammel mutasjon kan disponere mennesker for hjertesykdom
Mennesker er de eneste pattedyrene som naturlig utvikler aterosklerose, en innsnevring av arteriene som kan gi hjertesykdommer. Forskere knytter dette til tapet av et enkelt gen i våre forfedre for rundt 2-3 millioner år siden.
Hjertesykdom er den viktigste dødsårsaken over hele verden. I USA dør mer enn 600 000 mennesker på grunn av tilstanden hvert år.
Koronar hjertesykdom er den vanligste typen hjertesykdom. Den underliggende årsaken er aterosklerose, som er en herding av arteriene som forsyner hjertet på grunn av plakk.
Dr. Ajit Varki, en fremtredende professor i medisin og cellulær og molekylær medisin ved University of California San Diego i La Jolla, har en langvarig interesse for hvordan aterosklerose utvikler seg hos mennesker.
For flere år siden bemerket Dr. Varki og teamet hans at mens mennesker er utsatt for åreforkalkning, utvikler ikke andre pattedyr tilstanden - med mindre forskere manipulerer kostholdet eller gener i laboratorieforsøk.
I et nytt papir, vises i Proceedings of the National Academy of Sciences i De forente staterDr. Varki, sammen med samarbeidspartner Philip Gordts, assisterende professor i medisin, peker på en genetisk mutasjon som skjedde for millioner av år siden.
Teamet beskriver hvordan dette kan bidra til vår unike disposisjon for å utvikle aterosklerose og, i forlengelse, koronar hjertesykdom.
Tap av sukkermolekyl for 2-3 millioner år siden
I en tidligere avis viste Dr. Varki at mennesker - i motsetning til vår nære slektning sjimpanse - mangler en funksjonell versjon av et gen kalt CMAH, som står for cytidinmonofosfat (CMP) -N-acetylneuraminsyre (Neu5Ac) hydroksylase.
Proteinet kodet av CMAH genet konverterer et bestemt molekyl som heter N-acetylneuraminsyre (Neu5Ac) til N-glykolylneuraminsyre (Neu5Gc). Begge molekylene er sialinsyrer, en familie av sukkermolekyler som spiller viktige roller i mange biologiske prosesser.
Dr. Varkis forskning tyder på at menneskelige forfedre mistet deler av sine CMAH genet for rundt 2-3 millioner år siden, slik at moderne mennesker ikke kan lage Neu5Gc. I stedet stoler cellene våre mest på Neu5Ac som deres primære kilde til sialinsyre.
Studerer mus som forskere hadde genetisk konstruert til å mangle Cmah, og i forlengelse av Neu5Gc, så teamet en 1,9 ganger økning i aterosklerose når de sammenlignet dem med normale mus.
"Den økte risikoen ser ut til å være drevet av flere faktorer, inkludert hyperaktive hvite celler og en tendens til diabetes hos mennesker som mus," kommenterer Dr. Varki.
Neu5Gc i rødt kjøtt og aterosklerose
I et ytterligere sett med eksperimenter testet Dr. Varki og kollegaer effekten av en diett høy i Neu5Gc på Cmah mangelfull mus.
Rødt kjøtt er en klar kilde til Neu5Gc, som Dr. Varkis team tidligere viste, forårsaker kronisk betennelse i musemodellen.
Forskerne så en 2,44 ganger til 3,42 ganger økning i aterosklerose i Cmah-defekt mus som de matet med en diett med mye Neu5Gc og fett, sammenlignet med en diett med høy Neu5Ac og fett eller en diett med mye fett, men uten sialinsyrer.
"Menneskelig evolusjonstap av CMAH bidrar sannsynligvis til aterosklerose-disposisjon via flere iboende og ytre mekanismer [diett]," kommenterer Dr. Varki i avisen.
"Samlet sett kan vårt arbeid bidra til å forklare hvorfor aterosklerose og resulterende CVD-komplikasjoner er veldig vanlige hos mennesker, og hvorfor disse hendelsene sjelden forekommer spontant hos andre pattedyr, i fravær av eksperimentell eller diettmanipulering."
Dr. Ajit Varki
Medisinske nyheter i dag spurte Dr. Varki hvordan han trodde vi kunne redusere risikoen for å utvikle aterosklerose. Han foreslo at vi "innser at vi som mennesker har størst risiko."
