Прогноз аутизму: батьківські гени "неймовірно корисні"
Хоча один основний ген ризику може зробити людину сприйнятливою до аутизму або іншого розладу нейророзвитку, саме вся колекція пов’язаних із ними змін у їх ДНК вирішує, чи вони її розвивають і наскільки важкою вона стає.
До такого висновку прийшли дослідники, проаналізувавши дані щодо розвитку, когнітивного та геномного секвенування сотень людей з відомими генами ризику, а також даних батьків та братів і сестер.
Вони припускають, що їх результати пояснюють, чому двоє людей, що носять один і той же ген ризику, також відомий як "первинна мутація", можуть мати дуже різні симптоми пов'язаного з цим порушення нервового розвитку.
«Наприклад, - каже старший автор дослідження Сантош Гіріраджан, доцент кафедри біохімії та молекулярної біології в Університеті штату Пенсільванія в Університетському парку, - коли батьки та дитина мають однакову первинну мутацію, але розлад розвивається лише у дитини».
Він пояснює, що під час діагностики такого розладу, як аутизм, увага до пошуку причини, як правило, робиться на виявленні "однієї первинної мутації".
Однак такий підхід не пояснює, чому багато людей з однаковою первинною мутацією можуть мати дуже різні симптоми.
"Засоби генетичного секвенування можуть виявити велику кількість мутацій в геномі людини", - зауважує він.
Зараз дослідники опублікували свої висновки в журналі Генетика в медицині.
Аутизм та СДУГ
Порушення нервового розвитку - це «загальні та поширені» стани, які впливають на рух, мову, соціальні навички, спілкування та емоції.
Типові приклади включають аутизм - або, точніше, розлад аутистичного спектра (АСЗ) - та розлад гіперактивності з дефіцитом уваги (СДУГ).
Такі розлади можна простежити на початку розвитку та розвитку мозку. Однак точні причини невідомі. Вважається, що задіяні генетичні, екологічні та біологічні фактори.
Люди з РАС стикаються з проблемами у спілкуванні та взаємодії, а також розумінні та вираженні емоцій.
Вони часто по-різному реагують, вчаться і звертають увагу на інших, а також можуть повторювати певну поведінку і воліють мати однакові розпорядки дня. Ознаки, як правило, починаються рано в житті і продовжуються протягом усього дорослого віку.
Деякі люди з РАС можуть добре впоратися самостійно, тоді як іншим може знадобитися велика підтримка у повсякденному житті.
За оцінками Центрів контролю та профілактики захворювань (CDC), приблизно 1 з 59 дітей страждає на РАС у Сполучених Штатах, і у хлопчиків приблизно в чотири рази частіше діагностують його, ніж у дівчаток.
СДУГ є «одним із найпоширеніших» розладів нейророзвитку у дітей. Це часто діагностується в дитинстві і зазвичай зберігається до повноліття.
Окрім того, що СДУГ викликає у дітей надмірну активність, СДУГ може порушити їх здатність звертати увагу та контролювати імпульсивну поведінку, не думаючи про наслідки.
Національне опитування показало, що в 2016 році в США було близько 6,1 мільйона дітей, яким коли-небудь був діагностований СДУГ; цей показник становить майже 1 із 10 усіх людей у віці 2–17 років серед населення США.
Мутації, пов'язані із захворюваннями
Гіріраджан та його колеги вивчали людей, які мали одну з двох "мутацій, пов'язаних із захворюваннями", які, як відомо, пов'язані з порушеннями розвитку нервової системи.
У мутаціях відсутні ділянки генетичного матеріалу хромосоми 16. Одна мутація називається 16p11.2, а інша - 16p12.1. Вони обидва включені на «глобальний екран для дітей із затримками розвитку».
Гіріраджан пояснює, що у 95 відсотків дітей, які мають 16p12.1, мутація передана від батьків. Це означає, що "будь-яка різниця в клінічних особливостях між батьком і дитиною обумовлена тим, що вони мають у генетичному фоні", зазначає він.
Їх аналіз показав, що люди з будь-якою з первинних мутацій, які також мали клінічні ознаки асоційованого розладу, мали "значно більше мутацій у генетичному фоні", ніж батьки або брати та сестри, які також були "членами сім'ї-носія".
Слідчі також виявили, що існує зв'язок між кількістю мутацій та певними відмітними рисами асоційованого розладу, наприклад, розміром голови у випадку видалення 16p11.2, що є "особливістю когнітивного розвитку".
"Чим більше у вас мутацій, - зазначає Гіріраджан, - тим більше у вас різних типів комбінацій, які потенційно можуть викликати клінічні особливості".
Далі він пояснює, що, хоча первинна мутація, ймовірно, передається лише одним із батьків, більшість змін у генетичному походженні особи відбувається від обох батьків; але "дитина в кінцевому підсумку має більше, ніж те, що було у кожного з батьків".
Значення сімейної історії
Можливо навіть, що батько, який не передав первинну мутацію, той, хто передає більшість мутацій - які потрапляють в генетичний фон людини - які сприяють розвитку та особливостям захворювання.
"Це говорить нам про те, що отримання інформації про сімейну історію, про генетичний профіль батьків є надзвичайно корисним при спробі встановити діагноз", - закликає Гіріраджан.
Він та його колеги припускають, що первинна мутація - це те, що призводить людину до сприйнятливості до певного розладу, а генетичний фон визначає курс розвитку хвороби та її клінічне прояв.
Це може бути і більш складна ситуація, ніж просте ввімкнення або вимкнення. Наприклад, може бути, що один тип первинної мутації робить одну особу менш чутливою, а інший робить іншу більш чутливою до розвитку хвороби.
У цьому випадку першій особі потрібно буде набагато більше мутацій у своєму генетичному тлі, щоб отримати такі серйозні симптоми, як у другої особини, первинна мутація якої зробить їх більш чутливими.
Більш своєчасні, точні прогнози
Таким чином, первинна мутація може передаватися кілька поколінь, але симптоми залишаються слабкими, поки дитина також не успадкує багато мутацій у своєму генетичному тлі.
Зараз дослідники планують розширити своє дослідження на некодуючі ділянки геному. Поки що вони зосередилися лише на невеликому відсотку, який кодує білки.
Вони сподіваються, що одного разу їх результати допоможуть клініцистам надати кращу інформацію своїм пацієнтам і вчасно досягти більш точних прогнозів, щоб реабілітація мала вплив раніше.
Це означало б, наприклад, що "пацієнт міг би почати логопедичну або фізичну реабілітацію до того, як настане затримка розвитку", підсумовує Гіріраджан.
"Наша робота виявляє, що первинна мутація, ймовірно, сенсибілізує людину до розладу, але кількість інших мутацій в інших місцях геному є тим, що насправді визначає когнітивні здібності та особливості розвитку у цієї людини".
Сантхош Гіріраджан
