Kontaktinformasjon

Gener som bygger opp muskel- og skjelettsystemet hos mennesker er identifiserte

Les denne artikkelen, som er publisert i det velrennomerte tidsskriftet Nature Communications, og forskning.no. Spennende artikkel som viser en del av det viktige arbeidet som pågår ved LDS.

Artikkelen utgjør et omfattende internasjonalt samarbeid, og 2 forfattere- Sjur Reppe og Kaare Morten Gautvik utgår fra LDS, Unger Vetlesens institutt. Målet er å identifisere alle risikogener for osteoporose i et materiale som er unikt i verden, sier Reppe og Gautvik:

Alle våre organer utvikles og fungerer som et resultat av ulike geners aktivitet, og genuttrykket er karakterisk for hvert organ. Nyere forskning har vist at naturen rasjonaliserer og benytter samme gener til å bygge opp flere ulike organer. Slike gener kalles pleiotrope. Pleion på gresk betyr mange, dvs. dette er gener som styrer arvelige trekk og funksjoner i flere organer.

Skjelettet og muskulaturen utvikler seg fra samme kimlag, det vil si de har samme stamceller som også gir opphav til bl.a. annet bindevev, brusk, hjertet, lever og nyrer samt bloddannende organer som benmarg og milt. Det er kjent at skjelettets benmineralinnhold (BMD), er opptil 80 % arvelig og bestemmes av flere gener. Denne publikasjonen er en metaanalyse som inkluderer genetiske undersøkelser hvor det foreligger resultater fra målinger av bentetthet og muskelmasse hos barn, og omfatter totalt 10 000 individer. Formålet var å undersøke om samme genetiske variasjoner kan forklare variasjonen i muskel- og skjelettsammensetningen. Blodprøver ble brukt til å analysere genetiske variasjoner i form av enkeltbasevarianter, som vi alle har mange millioner av i arvestoffet. Disse variantene er spredt ut over hele arvemassen (genomet), og den funksjonelle betydning for de aller fleste er ukjent. Forekomsten av disse variantene ble statistisk korrelert med bentetthet og muskelmasse hos barna, og man fant en høy arvemessig sammenheng (43 %) mellom de to egenskapene. I 8 områder av genomet ble det funnet gener som både bestemte BMD og muskelmasse, dette var altså pleiotrope gener, og 7 av dem hadde en kjent funksjon i skjelettet.

To gener, TOM1L2 og STREBF1, viste en sterkere effekt på muskelmasse enn BMD, og var aktive i benceller dyrket i laboratoriet. Det er kjent at når celler fra kroppen tas ut og dyrkes i laboratoriet, endrer de sine egenskaper. Man visste derfor fortsatt ikke om disse var aktive i muskulatur og ben i prøver fra mennesker og spesielt ikke om de hadde en funksjonell betydning. Ved LDS har det siden 2004 pågått omfattende forskning som ledes av Kaare M Gautvik og Sjur Reppe for å avdekke årsakene til og mekanismene bak utvikling av postmenopausal osteoporose (benskjørhet). Dette materialet består av blodprøver og benbiopsier fra ca. 100 friske og osteoporotiske kvinner mellom 50 og 86 år, og blir benyttet til å lete etter sykdomsgener. Som et delprosjekt, har ca. 20 av disse kvinnene med osteoporose også stilt opp og gitt muskelbiopsier. Norges idrettshøgskole ved Truls Raastad bidro med et kontrollmateriale bestående av muskelbiopsier fra en tilsvarende gruppe friske kvinner. Da vi sammenliknet våre resultater med genvariantanalysene ovenfor, ved såkalte GWAS-studier (Genome-Wide Association Studies), kunne vi bekrefte at, ja, de to kanidat genene, TOM1L2 og STREBF1, var ikke bare aktive i muskelbiopsier fra postmenopausale kvinner, men genene korrelerte også sterkt med bentettheten i hoftene.

Vi tolker resultatene slik at disse to pleiotrope genene som uttrykkes både i muskulatur og i skjelett er viktige for utviklingen av begge typer vev eller organer. Dessuten viser våre resultater at de sannsynligvis spiller en viktig rolle også senere i livet, og at de tilhører en gruppe gener som bestemmer lårbenets styrke, og at feilfunksjon kan disponere for lårhalsbrudd, den mest alvorlige komplikasjon av osteoporose.

Ved å analysere genvariantene i de DNA områdene som er assosiert med TOM1L2/SREBF1, vil man kunne utvikle en test for å vurdere risiko for lårhalsbrudd.