Większość noworodków rodzi się bez zębów. U Johna Grahama, profesora genetyki medycznej i pediatrii w Cedars-Sinai w Los Angeles było inaczej – kilka zębów było widocznych już przy narodzinach. Szybko jednak wypadły, a stałe zęby przez długi czas się nie pojawiały. Ten stan określa się jako agenezję zębów, czyli wrodzony brak części uzębienia. Z czasem część zębów jednak wyrosła, ale problem nigdy całkowicie nie zniknął.
W okresie dojrzewania i dorosłości Graham zmagał się z kompleksami i przeszedł liczne, kosztowne zabiegi wszczepienia implantów. Podobne doświadczenia miała jego matka, jej rodzeństwo, a później także dzieci i wnuki lekarza. Wszystko wskazywało na podłoże genetyczne.
Poszukiwanie mutacji wśród 20 tysięcy genów
Po ukończeniu studiów medycznych Graham postanowił odnaleźć przyczynę choroby. W tym celu wziął pod lupę własny genom. Około 2010 roku, korzystając z ówczesnych technologii sekwencjonowania DNA, próbował wytypować wadliwy fragment wśród około 20 tysięcy genów kodujących białka w ludzkim genomie.
Badania wskazały długi odcinek DNA na chromosomie 1. Problem w tym, że obejmował on aż 311 potencjalnych mutacji. Dodatkowym kłopotem okazała się jakość danych. – Była po prostu zbyt „zaszumiona” – powiedział dr Pedro Sanchez, dyrektor ds. genetyki medycznej pediatrycznej w Cedars-Sinai Guerin Children's.
Graham był już bliski zakończenia kariery i rezygnacji z dalszych poszukiwań, gdy pomoc zaproponował właśnie Sanchez – jego dawny uczeń.
– Był moim mentorem na studiach medycznych – powiedział Sanchez w wywiadzie dla Live Science. – Zmotywował mnie do zajęcia się medycyną, genetyką – dodał. Graham przez lata pomagał diagnozować inne rodziny, ale nie swoją własną. – Tuż przed jego przejściem na emeryturę powiedziałem mu: „Muszę to dla ciebie zrobić – dodał Sanchez.
Jedna zmieniona „litera” w genie
Zespół porównał genomy dwóch chorych i dwóch zdrowych członków rodziny. Wśród różnic wyłoniono jedną mutację, która występowała wyłącznie u osób dotkniętych chorobą – i znajdowała się w tym samym fragmencie chromosomu 1, który wcześniej badał Graham.
Diagnoza była bardzo konkretna: zmiana jednej „litery” w genie kodującym białko KDF-1 (czynnik różnicowania keratynocytów 1). Białko to odpowiada za rozwój skóry i zębów. Aby potwierdzić odkrycie, naukowcy przebadali 21 członków rodziny. Wariant genu znaleziono u 11 osób z agenezją zębów i u żadnej z 10 osób zdrowych.
Kolejnym krokiem było modelowanie komputerowe struktury białka. Symulacje pokazały, że mutacja destabilizuje kluczowy element budowy KDF-1, zmienia jego kształt i prawdopodobnie zaburza funkcję w procesie rozwoju zębów. Wyniki opisano w czasopiśmie International Dental Journal.
Co dalej? Choroba wciąż nieuleczalna, ale jest nadzieja
Przy agenezji zębów nadal brakuje skutecznego leczenia przyczynowego. Odkrycie pozwoliło jednak rodzinie Grahama zamknąć wieloletni rozdział oparty na niepewności i dociekaniu, co dokładnie spowodowało chorobę.
Sanchez zwraca uwagę, że identyfikacja mutacji może w przyszłości umożliwić wcześniejszą diagnozę. Może też pomóc w rozmowach z ubezpieczycielami.
– Anezja zębów to nie jest tani problem – podkreślił lekarz. Dodał, że implanty nie powinny być traktowane jako zabiegi czysto kosmetyczne. Braki w uzębieniu mogą utrudniać żucie i mówienie, a u nastolatków zwiększać ryzyko problemów psychicznych związanych z samooceną.
Brak pojedynczego zęba dotyczy nawet 10 procent Amerykanów. Jednak ciężka postać agenezji, obejmująca wiele zębów – taka jak w rodzinie Grahama – występuje u mniej niż 0,5 procent populacji.
Czytaj też:
Polacy ruszyli leczyć zęby za granicę. Leczenie kanałowe za kilkanaście złotychCzytaj też:
Dentysta alarmuje: 30-latkowie tracą zęby szybciej niż ich rodzice. To sprawka diety