Wetenschappers hebben de genetische mutaties geïdentificeerd die sikkelcellen veroorzaken in herten, volgens nieuw onderzoek in het tijdschrift Natuur Ecologie &Evolutie .

De wetenschappers van het Imperial College London zeggen dat hoewel hun onderzoek nog in de kinderschoenen staat, het is veelbelovend dat bepaalde soorten herten mogelijk een verrassend model kunnen zijn om de effecten van sikkelen bij mensen, zoals resistentie tegen malaria, te bestuderen.

Het team van onderzoekers onder leiding van Dr. Tobias Warnecke van het Imperial's Institute of Clinical Sciences, waaronder professor Vincent Savolainen van de afdeling Life Sciences, analyseerde de genetische samenstelling van sikkel en niet-sikkel rode bloedcellen (RBC's) in 15 soorten herten, en vergeleek ze met onze huidige kennis over hoe de eigenschap bij mensen tot stand kwam. Ze ontdekten dat de sikkeleigenschap bij herten een ander evolutionair pad volgde naar de eigenschap bij mensen.

Sikkelcelziekte is een erfelijke bloedziekte die de vorm van bloedcellen bij mensen vervormt. Waar rode bloedcellen meestal donutvormig zijn en gemakkelijk door bloedvaten gaan, de eigenschap misvormt RBC's in halvemaanvormige of sikkelvormige formaties.

In mensen, deze misvormde sikkelvormige rode bloedcellen blijven steken en hopen zich op in kleine bloedvaten en organen, ernstige pijn veroorzaken, Bloedarmoede, te kort aan zuurstof, en schade aan de organen, bloedvaten en gewrichten. Echter, in tegenstelling tot mensen, herten met sikkelcellen hebben geen last van de slopende symptomen. Dit maakt ze interessante modellen om te bestuderen hoe genetica de eigenschappen van sikkelcellen beïnvloedt, in bijvoorbeeld malariaresistentie.

Sinds de jaren zestig, wetenschappers weten dat zowel herten als mensen sikkelcellen kunnen hebben, en dat de eigenschap verband houdt met mutaties in een bloedeiwit dat bètaglobine wordt genoemd. Echter, tot nu toe wisten ze niet of sikkelvorming door dezelfde mutatie wordt veroorzaakt. Er achter komen, de onderzoekers brachten de mutaties in kaart die de eigenschap bij herten veroorzaken en vergeleken deze met de menselijke ziektemutatie.

In warme gebieden met hoge malariapercentages, zoals delen van Afrika en Azië, de mutatie die aanleiding geeft tot sikkelcelziekte is wijdverbreid bij mensen en herten. Dit geeft een evolutionair voordeel omdat degenen die één gezonde en één gemuteerde kopie van het gen dragen, resistenter zijn tegen malaria. Echter, het beschermingsmechanisme wordt slecht begrepen.

Genetische uitstapjes

Verrassend voor de onderzoekers, ze ontdekten dat de sikkeleigenschap bij herten een ander evolutionair pad had gevolgd naar de eigenschap bij mensen. In herten met sikkelcellen, drie van de 146 aminozuren, of 'bouwstenen', die bètaglobine vormen, verschillen systematisch van hertensoorten die niet sikkelen. Maar bij mensen met sikkelcellen, de vormverandering wordt veroorzaakt door een heel andere mutatie die een ander deel van het gen aantast.

De onderzoekers zeggen dat hoewel de genetische architectuur van sikkels anders is tussen mensen en herten, ze produceren beide RBC's van dezelfde vorm. Bij beide soorten is de mutaties veroorzaken de vorming van lange vezels, die met elkaar verweven raken en lang genoeg groeien om de vorm van de cel te vervormen.

Een nieuw model?

De onderzoekers hopen dat herten een waardevol model kunnen zijn om wetenschappers te helpen het verband tussen malaria en sikkelvorming bij mensen te begrijpen. hoewel ze zeggen dat dit veel meer onderzoek zal vergen.

Dr. Warnecke zei:"We weten nog steeds niet hoe sikkelen mensen beschermt tegen malaria. maar we hebben veel ideeën om te onderzoeken. Als blijkt dat sikkelen bij herten ook voorkomt omdat het beschermt tegen malaria, dan kunnen we misschien herten gaan zien als een model om ons te helpen de link te begrijpen.

"De mutatie die slopende symptomen veroorzaakt, is dezelfde die beschermt tegen malaria. Door de genetische basis van herten en menselijke sikkels te vergelijken, we hopen te ontdekken waarom dit is, en hoe we die kennis kunnen gebruiken om symptomen van sikkelcelziekte en malaria te verlichten."