Napoved avtizma: Starši geni "neverjetno uporabni"
Medtem ko lahko en glavni gen tveganja posameznika naredi dovzetnega za avtizem ali drugo nevrorazvojno motnjo, je celotna zbirka povezanih sprememb v njihovi DNK tista, ki odloča, ali jo razvije in kako hudo postane.
To je bil zaključek, do katerega so prišli raziskovalci po analizi podatkov o razvojnem, kognitivnem in zaporedju genoma na stotine ljudi z znanimi geni tveganja skupaj s tistimi njihovih staršev in bratov in sester.
Predlagajo, da bi njihove ugotovitve razložile, zakaj imata lahko dve osebi z istim genom tveganja, znan tudi kot "primarna mutacija", zelo različne simptome povezane motnje nevrološkega razvoja.
"Na primer," pravi starejši avtor študije Santhosh Girirajan, izredni profesor biokemije in molekularne biologije na Pennsylvania State University v University Parku, "kadar imata starš in otrok enako primarno mutacijo, vendar le otrok razvije motnjo."
Pojasnjuje, da je pri diagnosticiranju motnje, kot je avtizem, poudarek na iskanju vzroka ponavadi na prepoznavanju "ene primarne mutacije".
Vendar ta pristop ne pojasni, zakaj ima lahko veliko ljudi z isto primarno mutacijo zelo različne simptome.
"Orodja za gensko zaporedje lahko razkrijejo veliko število mutacij v človekovem genomu," pripomni.
Raziskovalci so zdaj svoje ugotovitve objavili v reviji Genetika v medicini.
Avtizem in ADHD
Nevrorazvojne motnje so »pogosta in razširjena« stanja, ki vplivajo na gibanje, jezik, socialne veščine, komunikacijo in čustva.
Tipični primeri so avtizem - ali natančneje motnja avtizmskega spektra (ASD) - in motnja hiperaktivnosti s pomanjkanjem pozornosti (ADHD).
Takšne motnje lahko sledimo zgodnji rasti in razvoju možganov. Vendar natančni vzroki niso znani. Vključeni naj bi bili genetski, okoljski in biološki dejavniki.
Ljudje z ASD se spopadajo z izzivi pri komuniciranju in interakciji ter razumevanju in izražanju čustev.
Pogosto se drugače odzivajo, se učijo in so pozorni na druge, lahko pa tudi ponavljajo določeno vedenje in imajo raje enake dnevne rutine. Znaki se običajno začnejo zgodaj v življenju in se nadaljujejo v celotni odrasli dobi.
Nekateri ljudje z ASD se lahko dobro obnesejo sami, drugi pa bodo morda potrebovali veliko podpore pri vsakodnevnem življenju.
Centri za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) ocenjujejo, da ima približno 1 od 59 otrok ASD v ZDA in da imajo fantje približno štirikrat večjo verjetnost, da bi ga diagnosticirali kot dekleta.
ADHD je "ena najpogostejših" nevrološko-razvojnih motenj pri otrocih. Pogosto se diagnosticira v otroštvu in običajno traja do zrelih let.
Poleg tega, da povzroči, da so otroci »preveč aktivni«, lahko ADHD moti njihovo sposobnost pozornosti in nadzora impulzivnega vedenja, ne da bi razmišljali o posledicah.
Nacionalna raziskava je pokazala, da je bilo leta 2016 v ZDA približno 6,1 milijona otrok, ki so jim kdaj diagnosticirali ADHD; ta številka predstavlja skoraj 1 od 10 vseh tistih, starih od 2 do 17 let v ZDA.
Mutacije, povezane z boleznijo
Girirajan je s sodelavci preučeval posameznike, ki so imeli eno od dveh "mutacij, povezanih z boleznimi", za katere je znano, da so povezane z nevrorazvojnimi motnjami.
V mutacijah manjkajo odseki genskega materiala na 16. kromosomu. Ena mutacija se imenuje 16p11.2, druga pa 16p12.1. Oba sta vključena v "globalni zaslon za otroke z zaostankom v razvoju."
Girirajan pojasnjuje, da je mutacija pri 95 odstotkih otrok s 16p12,1 prenesena od staršev. To pomeni, da "je kakršna koli razlika v kliničnih značilnostih med staršem in otrokom posledica tega, kar imajo v genetskem ozadju," ugotavlja.
Njihova analiza je pokazala, da so imeli ljudje s katero od primarnih mutacij, ki so pokazali tudi klinične znake povezane motnje, "bistveno več mutacij v genetskem ozadju" kot starši ali bratje in sestre, ki so bili tudi "družinski člani nosilci".
Preiskovalci so tudi razkrili, da obstaja povezava med številom mutacij in nekaterimi značilnimi značilnostmi povezane motnje, kot je velikost glave v primeru izbrisa 16p11.2, kar je "značilnost kognitivnega razvoja".
"Več kot imate mutacij," ugotavlja Girirajan, "več različnih vrst kombinacij imate, ki lahko povzročijo klinične lastnosti."
Nadalje pojasnjuje, da čeprav primarno mutacijo verjetno prenaša samo en starš, večina sprememb v genetskem ozadju posameznika prihaja od obeh staršev; toda "otrok ima na koncu več kot tisto, kar je imel vsak od staršev posebej."
Pomen družinske zgodovine
Mogoče je celo, da tisti od staršev, ki ni prenesel primarne mutacije, prenaša večino mutacij - ki končajo v posameznikovem genetskem ozadju -, ki prispevajo k razvoju in značilnostim bolezni.
"To nam pove, da je pridobivanje informacij o družinski anamnezi, o genetskem profilu staršev izjemno koristno pri postavitvi diagnoze," poziva Girirajan.
On in njegovi kolegi predlagajo, da je primarna mutacija tisto, zaradi česar je posameznik dovzeten za določeno motnjo, genetsko ozadje pa določa potek razvoja bolezni in kako se klinično kaže.
Lahko je tudi bolj zapletena situacija kot preprosto vklop ali izklop. Na primer, ena vrsta primarne mutacije naredi enega posameznika manj občutljivega, drugi pa bolj občutljivega za razvoj bolezni.
V tem primeru bi prvi posameznik potreboval veliko več mutacij v svojem genetskem ozadju, da bi ustvaril tako hude simptome kot simptomi drugega, zaradi česar bi bili zaradi primarne mutacije bolj občutljivi.
Bolj pravočasne, natančne napovedi
Na ta način bi se lahko primarna mutacija prenašala več generacij, vendar simptomi ostanejo blagi, dokler otrok ne podeduje tudi veliko mutacij v svojem genetskem ozadju.
Raziskovalci zdaj načrtujejo, da bodo svojo študijo razširili na nekodirajoča področja genoma. Zaenkrat so se osredotočili le na majhen odstotek, ki kodira beljakovine.
Upajo, da bodo nekega dne njihove ugotovitve zdravnikom pomagale dati boljše informacije svojim pacientom in pravočasno doseči natančnejše prognoze, da bo rehabilitacija vplivala prej.
To bi na primer pomenilo, da bi "bolnik lahko začel z logopedijo ali fizično rehabilitacijo, preden pride do zakasnitve v razvoju," zaključuje Girirajan.
"Naše delo razkriva, da primarna mutacija človeka verjetno preobčutuje na motnjo, toda količina drugih mutacij drugje v genomu je tista, ki dejansko določa kognitivne sposobnosti in razvojne značilnosti te osebe."
Santhosh Girirajan
