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# Scienze della salute# Medicina genetica e genomica

Il Ruolo di FLVCR1 nei Disturbi Genetici

Il gene FLVCR1 influisce sulla salute grazie al suo ruolo nelle proteine di trasporto.

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Il Trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari è super importante per mantenere il nostro corpo in equilibrio e funzionante bene. Questo processo spesso si basa su proteine speciali che agiscono come porte. Un gran gruppo di queste proteine si chiama superfamiglia dei carrier dei soluti (SLC), che ha molti geni che aiutano a spostare tipi diversi di sostanze come aminoacidi, zuccheri e ioni.

Le variazioni in questi geni di trasporto possono influenzare la salute di una persona. Alcuni cambiamenti possono portare a malattie comuni o rari disturbi genetici. Poiché alcuni di questi disturbi possono essere trattati attraverso la dieta o la terapia genica, per gli scienziati è essenziale studiarli di più. Tuttavia, molti di questi geni di trasporto non sono ancora ben compresi.

FLVCR1 e il suo Ruolo

All'interno della superfamiglia SLC, FLVCR1 è un membro associato a disturbi genetici specifici. È stato scoperto per la prima volta come recettore per un virus che causa malattie nei gatti. Negli esseri umani, produce due versioni della sua proteina, ognuna delle quali gioca ruoli importanti in diverse parti delle cellule. Questa proteina è stata identificata come responsabile dell'esportazione dell'eme, un composto vitale per le cellule del sangue. Studi sui topi hanno mostrato che FLVCR1 è necessario per la sopravvivenza; senza di esso, sorgono problemi di Sviluppo seri.

Interessantemente, FLVCR1 è stato anche collegato a disturbi che colpiscono la retina e il sistema nervoso. Le persone con cambiamenti dannosi specifici nei loro geni FLVCR1 possono sviluppare condizioni che influenzano la visione e il movimento nel corso della loro vita. I sintomi possono iniziare nell'infanzia o svilupparsi più tardi man mano che una persona invecchia.

Studio di Caso di un Paziente

Un caso riguardava un giovane ragazzo del sud dell'Asia con gravi problemi di sviluppo. La sua condizione includeva anomalie cerebrali e comportamenti autolesionisti. Ulteriori test genetici hanno rivelato una variante specifica nel gene FLVCR1, puntando a un possibile legame tra i suoi sintomi e i disturbi legati a FLVCR1.

Questo caso ha spinto i ricercatori a indagare ulteriormente, trovando altre famiglie con varianti simili. Hanno notato schemi e segni specifici nei pazienti, che possono far luce su come FLVCR1 influisce sulla salute.

Comprendere i Sintomi

Lo studio ha esaminato un gruppo di persone di varie famiglie con disturbi legati a FLVCR1. Molti di questi individui mostravano una gamma di gravi problemi di sviluppo, come ritardi significativi nelle capacità motorie e nel linguaggio. La maggior parte aveva dimensioni della testa più piccole rispetto alla media e problemi visibili nelle immagini cerebrali.

Alcuni pazienti presentavano caratteristiche come debolezza muscolare e crisi epilettiche, mentre altri avevano problemi di vista. In alcune famiglie, ci sono stati gravi difetti congeniti e anche morti in culla. È importante notare che nella maggior parte dei casi segnalati, gli individui soffrivano di condizioni gravi a causa dei cambiamenti nel loro gene FLVCR1.

Varianti Genetiche e il Loro Impatto

I ricercatori hanno identificato varie modifiche genetiche in FLVCR1 tra i pazienti, il che ha aiutato a categorizzare la gamma di disturbi. La maggior parte di queste varianti erano rare e analizzando il loro impatto si è rivelato che molte interrompono la funzione della proteina nel trasportare molecole essenziali come colina ed etanolamina, che sono importanti per lo sviluppo cerebrale.

Queste varianti erano collegate a un ventaglio di problemi di salute, da disturbi dello sviluppo gravi a condizioni più lievi che colpiscono il sistema nervoso. Alcuni pazienti hanno mostrato sintomi specifici come neuropatia sensoriale o retinite pigmentosa, sottolineando la diversità dell'impatto di FLVCR1 sulla salute.

Metodi di Ricerca

Per studiare gli effetti delle varianti di FLVCR1, gli scienziati hanno analizzato dati genetici di migliaia di individui. Cercando schemi specifici di cambiamenti genetici, hanno potuto comprendere meglio la connessione tra FLVCR1 e i disturbi che causa.

Nel testare la funzione di FLVCR1 in laboratorio, i ricercatori hanno utilizzato cellule umane e osservato come queste cellule rispondevano a svolgere i loro ruoli con le diverse varianti. Questo ha aiutato a chiarire come vari cambiamenti nel gene possano ridurre l'efficacia della produzione della proteina.

Risultati sulla Funzione di FLVCR1

La maggior parte delle varianti esaminate dai ricercatori ha dimostrato di ridurre l'attività di trasporto di sostanze cruciali. Questa riduzione può portare a carenze che influenzano la funzione cerebrale e nervosa, che corrisponde ai sintomi osservati nei pazienti. È stato scoperto che mentre alcune varianti eliminavano completamente la funzione, altre ne mantenevano alcune ma con attività ridotta.

Interessantemente, alcuni pazienti con cambiamenti gravi avevano presentazioni completamente diverse da quelle previste. Questa variabilità solleva domande su come varianti simili possano portare a sintomi diversi in persone diverse, suggerendo che fattori genetici e ambientali potrebbero giocare un ruolo.

Implicazioni per il Trattamento

I risultati potrebbero aprire la strada a potenziali trattamenti. Poiché alcuni sintomi dei disturbi legati a FLVCR1 possono rispondere a interventi nutrizionali, migliorare l'assunzione dietetica di sostanze che FLVCR1 aiuta a trasportare potrebbe essere una strategia per gestire queste condizioni. La colina, in particolare, è fondamentale per lo sviluppo cerebrale, e molte persone non ne assumono abbastanza, specialmente nelle regioni a basso reddito.

È necessaria ulteriore ricerca per valutare se il supplemento di colina o etanolamina possa giovare agli individui con varianti di FLVCR1. Strategie nutrizionali potrebbero aiutare a mitigare alcune delle sfide di sviluppo associate a questi disturbi.

Conclusione

Lo studio di FLVCR1 evidenzia l'importanza dei fattori genetici nella salute e nella malattia. La vasta gamma di sintomi collegati ai cambiamenti in questo gene mostra quanto siano critiche le proteine di trasporto per le normali funzioni corporee. È necessaria ulteriore ricerca per esplorare potenziali trattamenti, interventi dietetici e le implicazioni più ampie di questi risultati per comprendere le condizioni ereditarie.

Man mano che gli scienziati continuano a studiare FLVCR1 e le proteine di trasporto correlate, si spera di migliorare la diagnosi e il trattamento per coloro che sono colpiti da questi complessi disturbi genetici.

Fonte originale

Titolo: Biallelic variation in the choline and ethanolamine transporter FLVCR1 underlies a pleiotropic disease spectrum from adult neurodegeneration to severe developmental disorders

Estratto: FLVCR1 encodes Feline leukemia virus subgroup C receptor 1 (FLVCR1), a solute carrier (SLC) transporter within the Major Facilitator Superfamily. FLVCR1 is a widely expressed transmembrane protein with plasma membrane and mitochondrial isoforms implicated in heme, choline, and ethanolamine transport. While Flvcr1 knockout mice die in utero with skeletal malformations and defective erythropoiesis reminiscent of Diamond-Blackfan anemia, rare biallelic pathogenic FLVCR1 variants are linked to childhood or adult-onset neurodegeneration of the retina, spinal cord, and peripheral nervous system. We ascertained from research and clinical exome sequencing 27 individuals from 20 unrelated families with biallelic ultra-rare missense and predicted loss-of-function (pLoF) FLVCR1 variant alleles. We characterize an expansive FLVCR1 phenotypic spectrum ranging from adult-onset retinitis pigmentosa to severe developmental disorders with microcephaly, reduced brain volume, epilepsy, spasticity, and premature death. The most severely affected individuals, including three individuals with homozygous pLoF variants, share traits with Flvcr1 knockout mice and Diamond-Blackfan anemia including macrocytic anemia and congenital skeletal malformations. Pathogenic FLVCR1 missense variants primarily lie within transmembrane domains and reduce choline and ethanolamine transport activity compared with wild-type FLVCR1 with minimal impact on FLVCR1 stability or subcellular localization. Several variants disrupt splicing in a mini-gene assay which may contribute to genotype-phenotype correlations. Taken together, these data support an allele-specific gene dosage model in which phenotypic severity reflects residual FLVCR1 activity. This study expands our understanding of Mendelian disorders of choline and ethanolamine transport and demonstrates the importance of choline and ethanolamine in neurodevelopment and neuronal homeostasis.

Autori: Daniel G Calame, J. H. Wong, P. Panda, D. T. Nguyen, N. C. P. Leong, R. Sangermano, S. G. Patankar, L. AlAbdi, S. Safwat, K. Flannery, Z. Dardas, J. M. Fatih, C. Murali, V. Kannan, T. E. Lotze, I. Herman, F. Ammouri, B. Rezich, S. Efthymiou, S. Alavi, D. Murphy, Z. Firoozfar, M. E. Nasab, A. Bahreini, M. Ghasemi, N. A. Haridy, H. R. Goldouzi, F. Eghbal, E. G. Karimiani, V. M. Srinivasan, V. K. Gowda, H. Du, S. N. Jhangiani, Z. Coban-Akdemir, D. Marafi, L. Rodan, S. Isikay, J. A. Rosenfeld, S. Ramanathan, M. Staton, K. C. Oberg, R. D. Clark, C. Wenman, Lo

Ultimo aggiornamento: 2024-02-13 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.09.24302464

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.09.24302464.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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