Prognozy dotyczące autyzmu: geny rodzicielskie `` niezwykle przydatne ''
Podczas gdy jeden główny gen ryzyka może sprawić, że osoba będzie podatna na autyzm lub inne zaburzenie neurorozwojowe, to cały zbiór powiązanych zmian w ich DNA decyduje o tym, czy go rozwiną i jak ciężki się stanie.
Do takiego wniosku doszli naukowcy po przeanalizowaniu danych dotyczących rozwoju, funkcji poznawczych i sekwencjonowania genomu setek osób ze znanymi genami ryzyka, a także ich rodziców i rodzeństwa.
Sugerują, że ich odkrycia wyjaśniają, dlaczego dwie osoby posiadające ten sam gen ryzyka, znany również jako „mutacja pierwotna”, mogą mieć bardzo różne objawy powiązanego zaburzenia neurorozwojowego.
„Na przykład”, mówi starszy autor badania Santhosh Girirajan, profesor nadzwyczajny biochemii i biologii molekularnej na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii w University Park, „kiedy rodzic i dziecko mają tę samą pierwotną mutację, ale zaburzenie rozwija się tylko u dziecka”.
Wyjaśnia, że podczas diagnozowania zaburzenia, takiego jak autyzm, skupienie się na znalezieniu przyczyny zwykle skupia się na identyfikacji „jednej pierwotnej mutacji”.
Jednak takie podejście nie wyjaśnia, dlaczego wiele osób z tą samą pierwotną mutacją może mieć bardzo różne objawy.
„Narzędzia do sekwencjonowania genetycznego mogą ujawnić dużą liczbę mutacji w genomie człowieka” - zauważa.
Naukowcy opublikowali teraz swoje odkrycia w czasopiśmie Genetyka w medycynie.
Autyzm i ADHD
Zaburzenia neurorozwojowe są „powszechnymi i powszechnymi” stanami, które wpływają na ruch, język, umiejętności społeczne, komunikację i emocje.
Typowe przykłady obejmują autyzm - a dokładniej zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) - i zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD).
Takie zaburzenia można przypisać wczesnemu wzrostowi i rozwojowi mózgu. Jednak dokładne przyczyny nie są znane. Uważa się, że w grę wchodzą czynniki genetyczne, środowiskowe i biologiczne.
Osoby z ASD stoją przed wyzwaniami związanymi z komunikowaniem się i interakcją, a także rozumieniem i wyrażaniem emocji.
Często reagują, uczą się i zwracają uwagę w inny sposób na innych, mogą też powtarzać określone zachowania i wolą mieć te same codzienne czynności. Objawy zwykle pojawiają się we wczesnym okresie życia i trwają przez całą dorosłość.
Niektóre osoby z ASD radzą sobie dobrze samodzielnie, podczas gdy inne mogą potrzebować dużego wsparcia w codziennym życiu.
Centers for Disease Control and Prevention (CDC) szacuje, że około 1 na 59 dzieci w Stanach Zjednoczonych choruje na ASD i że prawdopodobieństwo rozpoznania tego zaburzenia u chłopców jest około cztery razy większe niż u dziewcząt.
ADHD to „jedno z najczęstszych” zaburzeń neurorozwojowych u dzieci. Jest często diagnozowany w dzieciństwie i zwykle utrzymuje się do dorosłości.
Oprócz powodowania „nadmiernej aktywności” dzieci, ADHD może zaburzać ich zdolność zwracania uwagi i kontrolowania impulsywnych zachowań bez zastanawiania się nad konsekwencjami.
Krajowe badanie wykazało, że w 2016 roku w USA było około 6,1 miliona dzieci, u których kiedykolwiek zdiagnozowano ADHD; liczba ta stanowi prawie 1 na 10 wszystkich osób w wieku od 2 do 17 lat w populacji USA.
Mutacje związane z chorobą
Girirajan i jego koledzy badali osoby, które miały jedną z dwóch „mutacji związanych z chorobą”, o których wiadomo, że są powiązane z zaburzeniami neurorozwojowymi.
Mutacje to brakujące fragmenty materiału genetycznego na chromosomie 16. Jedna mutacja nazywa się 16p11.2, a druga 16p12.1. Oba są wyświetlane na „globalnym ekranie dla dzieci z opóźnieniami rozwojowymi”.
Girirajan wyjaśnia, że u 95 procent dzieci, które są nosicielami 16p12.1, mutacja została przekazana przez rodzica. Oznacza to, że „jakakolwiek różnica w cechach klinicznych między rodzicem a dzieckiem wynika z ich podłoża genetycznego” - zauważa.
Ich analiza wykazała, że osoby z jedną z pierwotnych mutacji, które również wykazywały kliniczne objawy powiązanego zaburzenia, miały „znacznie więcej mutacji na podłożu genetycznym” niż rodzice lub rodzeństwo, którzy byli również „członkami rodziny nosicieli”.
Badacze ujawnili również, że istnieje związek między liczbą mutacji a pewnymi charakterystycznymi cechami powiązanego zaburzenia, takimi jak rozmiar głowy w przypadku delecji 16p11.2, która jest „cechą rozwoju poznawczego”.
„Im więcej masz mutacji”, zauważa Girirajan, „tym więcej masz różnych typów kombinacji, które mogą potencjalnie wywoływać cechy kliniczne”.
Następnie wyjaśnia, że podczas gdy pierwotna mutacja jest prawdopodobnie przekazywana tylko przez jednego z rodziców, większość zmian w genetycznym pochodzeniu jednostki pochodzi od obojga rodziców; ale „kończy się to, że dziecko ma więcej niż to, co każdy z rodziców miał indywidualnie”.
Znaczenie historii rodziny
Może się nawet zdarzyć, że rodzic, który nie przekazał dalej mutacji pierwotnej, jest tym, który przekazuje większość mutacji - które trafiają na podłoże genetyczne jednostki - które przyczyniają się do rozwoju i cech choroby.
„To mówi nam, że uzyskanie informacji o historii rodziny, o profilu genetycznym rodziców jest niezwykle przydatne przy próbie postawienia diagnozy” - zachęca Girirajan.
On i jego koledzy sugerują, że pierwotna mutacja jest tym, co przygotowuje jednostkę do podatności na dane zaburzenie, a podłoże genetyczne określa przebieg rozwoju choroby i jej kliniczne objawy.
Może to być również bardziej złożona sytuacja niż zwykłe włączanie lub wyłączanie. Może na przykład być tak, że jeden typ mutacji pierwotnej sprawia, że jedna osoba jest mniej wrażliwa, a inna czyni inną bardziej wrażliwą na rozwój choroby.
W takim przypadku pierwszy osobnik wymagałby znacznie więcej mutacji na swoim podłożu genetycznym, aby wywołać objawy tak poważne, jak u drugiego osobnika, którego pierwotna mutacja uczyniłaby ich bardziej wrażliwymi.
Bardziej aktualne, dokładne prognozy
W ten sposób pierwotna mutacja może być przekazywana przez kilka pokoleń, ale objawy pozostają łagodne, dopóki dziecko nie odziedziczy również wielu mutacji na swoim podłożu genetycznym.
Naukowcy planują teraz rozszerzyć swoje badania na niekodujące obszary genomu. Jak dotąd skupiali się tylko na niewielkim procencie kodującym białka.
Mają nadzieję, że pewnego dnia ich odkrycia pomogą klinicystom udzielić lepszych informacji swoim pacjentom i uzyskać dokładniejsze prognozy na czas, aby rehabilitacja miała wpływ wcześniej.
Oznaczałoby to na przykład, że „pacjent mógłby rozpocząć terapię mowy lub rehabilitację fizyczną, zanim nastąpi opóźnienie rozwojowe” - podsumowuje Girirajan.
„Nasza praca ujawnia, że pierwotna mutacja prawdopodobnie uwrażliwia osobę na zaburzenie, ale ilość innych mutacji w innym miejscu genomu jest tym, co tak naprawdę określa zdolności poznawcze i cechy rozwojowe tej osoby”.
Santhosh Girirajan
