Nowe badanie przeprowadzone przez amerykańskie konsorcjum badawcze ujawnia, że niewielki segment chromosomu 16 jest nieobecny lub duplikowany u około 1% osób z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD). Co jest zaskakujące w tym szczególnym odkryciu, to to, że pominięcie lub powielenie nie jest dziedziczone od rodzica, ale wydaje się, że pojawia się spontanicznie, być może w okresie poczęcia.
Badanie opublikowano w styczniowym numerze internetowym New England Journal of Medicine (NEJM) z 9 stycznia i jest dziełem konsorcjum Autism, które obejmuje 14 wiodących uniwersytetów i ośrodków medycznych w Bostonie i okolicach, w stanie Massachusetts.
Zaburzenia spektrum autyzmu (ASD) rozpoznaje się u 1 na 150 dzieci w wieku poniżej trzech lat. Objawy wahają się od łagodnego do ciężkiego i mają składniki społeczne, poznawcze i behawioralne.
1-procentowa częstotliwość jest porównywalna do wielu innych zespołów genetycznych powiązanych z ASD – poinformowali naukowcy. Uważa się, że około 90% ASD ma składnik genetyczny, ale jak dotąd tylko 10% przypadków można powiązać ze znanymi zespołami genetycznymi i chromosomowymi.
Dr Mark Daly, który pracuje w Massachusetts General Hospital (MGH) Center for Human Genetic Research i był starszym badaczem zespołu odkrywania genów w badaniu, powiedział:
«Chociaż badania epidemiologiczne wskazują na bardzo duży składnik genetyczny autyzmu, niewiele wiadomo o tym, w jaki sposób zaangażowane są określone geny.»
Daly jest członkiem konsorcjum autyzmu i jest asystentem profesora medycyny w Harvard Medical School oraz członkiem Broad Institute of Harvard and Massachusetts Institute of Technology.
«Wciąż daleko nam do zrozumienia, w jaki sposób ta chromosomalna delecja lub powielanie zwiększa ryzyko autyzmu, ale jest to bardzo ważne, aby najpierw zdobyć tę wiedzę» – dodał Daly.
Naukowcy byli już świadomi kilku delecji chromosomowych lub duplikacji związanych z ASD, w tym jednego szczególnego typu delecji na chromosomie 15, który został przeniesiony z rodzica. W tym badaniu naukowcy postanowili przeprowadzić pełne skanowanie genomu.
Wykorzystali próbki z autyzmowej wymiany genomu autyzmu, która zawiera DNA od rodzin z co najmniej jednym dzieckiem z ASD.
Naukowcy zeskanowali ponad 1400 próbek osób cierpiących na ASD i podobną liczbę niedotkniętych rodziców. Odkryli, że jeden region chromosomu 16 został usunięty u 5 osób z ASD, ale nie u żadnego z rodziców. To sugerowało, że delecja wystąpiła spontanicznie i nie została odziedziczona.
Daly wraz z kolegami potwierdzili te wyniki, analizując dane kliniczne z oddzielnej grupy blisko 1000 pacjentów, którzy uczęszczali do Children’s Hospital Boston, około połowy z nich zdiagnozowano ASD lub powiązane zaburzenie.
Wśród osób z ASD lub pokrewnymi zaburzeniami znaleźli oni 5 dzieci z tą samą delecją chromosomu 16 i 4 dzieci, w których segment chromosomu nie został usunięty, ale zduplikowany. Te wady chromosomów nie były obecne w DNA dzieci, u których nie zdiagnozowano ASD lub powiązanego z nimi związku.
Ustalenia zostały ponownie potwierdzone przez inny zestaw danych uzyskanych z deCODE Genetics, firmy biofarmaceutycznej z Islandii, która wykorzystuje badania populacji w celu zidentyfikowania ludzkich genów powiązanych z powszechnymi chorobami. Znalazły to samo usunięcie w 3 z blisko 300 osób z ASD, a także w niektórych próbkach od osób z zaburzeniami psychiatrycznymi lub językowymi. Usunięto tylko 2 z 20 000 członków bazy danych deCODE, którzy nie zostali zdiagnozowani z powiązanym zaburzeniem.
Dalsza analiza danych deCODE sugeruje, że chociaż ta delecja chromosomu prawdopodobnie była obecna tylko w 0,01% ogólnej populacji, to było 100 razy bardziej prawdopodobne, że znaleziono ją u osób z ASD.
Daly wyjaśnił, że:
«Te duże, nie odziedziczone delecje chromosomów są niezwykle rzadkie, więc znalezienie dokładnie takiej samej delecji u tak znacznej części pacjentów wskazuje, że jest to bardzo silny czynnik ryzyka dla autyzmu.»
«Prowadzimy teraz bardziej szczegółowe badania genetyczne, aby dowiedzieć się, które geny w tym regionie są odpowiedzialne za ten efekt, aby uzyskać lepsze zrozumienie podstawowej biologii i potencjalnych wskazówek dotyczących podejścia terapeutycznego» – dodał.
W towarzyszącym artykule redakcyjnym dr Evan E. Eichler z Howard Hughes Medical Institute i Department of Genome Sciences na University of Washington w Seattle oraz Andrew W. Zimmerman z Kennedy Krieger Institute i Johns Hopkins University w Baltimore napisali, że odkrycie spontanicznej delecji lub powielenia fragmentu chromosomu zwiastuje nowy «paradygmat» w badaniach genetycznych ASD. Przykłady przedstawione w tym badaniu mogą być «wierzchołkiem góry lodowej».
«Głębsze pobieranie próbek i nowe efektywne kosztowo techniki genomiczne mogą być potrzebne do złuszczania pozostałych warstw cebuli» – napisali Eichler i Zimmerman.
Ten typ delecji chromosomu i odkrywania duplikatów ma również natychmiastowe implikacje kliniczne, zgodnie z oświadczeniem wydanym przez Autism Consortium na początku tego tygodnia.
Nowy rodzaj testu, zwany mikromacierzą chromosomową, jest obecnie wykorzystywany w warunkach klinicznych. Może to wykryć delecję chromosomu i duplikację pacjentów z rozpoznaniem oraz ich rodziców, a także pomóc klinicystom ocenić ryzyko nawrotu w kolejnych ciążach, co jest niepokojące dla wielu rodziców.
Ale testy są drogie i nie zawsze są objęte ubezpieczeniem. Naukowcy z konsorcjum pracują nad sposobami obniżenia kosztów, na przykład poprzez opracowanie prostszego testu do wykrywania specyficznej wady chromosomu 16.
Nowe badania i ich implikacje w 2024 roku
W 2024 roku badania nad autyzmem i jego genetycznymi uwarunkowaniami wciąż trwają. Nowe technologie, takie jak sekwencjonowanie całego genomu, pozwalają na bardziej dokładną analizę. Naukowcy zaczynają dostrzegać, że nie tylko chromosom 16, ale również inne geny mogą wpływać na rozwój ASD. Badania pokazują, że istnieje wiele mutacji, które mogą współdziałać, prowadząc do zaburzeń rozwojowych.
Ostatnie analizy sugerują, że różnorodność mikrobiomu jelitowego może również odgrywać kluczową rolę w patogenezie autyzmu. Badania wykazały, że dzieci z ASD często mają inny profil mikrobiologiczny niż dzieci neurotypowe. To otwiera nowe drzwi do zrozumienia, jak środowisko może wpływać na genotypy.
W międzyczasie, coraz więcej badań wskazuje na potrzebę wczesnej interwencji terapeutycznej. Terapie behawioralne, takie jak ABA (Applied Behavior Analysis), pokazują obiecujące wyniki, zwłaszcza gdy są stosowane w wieku przedszkolnym. Wczesne wykrycie i odpowiednie podejście terapeutyczne mogą znacząco poprawić jakość życia dzieci z ASD oraz ich rodzin.
W miarę jak nauka posuwa się naprzód, zarówno lekarze, jak i rodzice muszą być świadomi najnowszych odkryć, które mogą wpłynąć na diagnostykę i leczenie autyzmu. Współpraca między badaczami a klinicystami jest kluczowa, aby przekształcić wyniki badań w praktyczne rozwiązania, które mogą pomóc dzieciom z zaburzeniami ze spektrum autyzmu i ich rodzinom.
