Прогноз аутизма: родительские гены `` невероятно полезны ''
Хотя один главный ген риска может сделать человека предрасположенным к аутизму или другому расстройству нервного развития, именно совокупность связанных изменений в их ДНК определяет, разовьется ли он и насколько серьезным оно станет.
К такому выводу исследователи пришли после анализа данных о развитии, когнитивных способностях и секвенировании генома сотен людей с известными генами риска, а также их родителей и братьев и сестер.
Они предполагают, что их результаты объясняют, почему два человека, несущие один и тот же ген риска, также известный как «первичная мутация», могут иметь очень разные симптомы связанного с ней расстройства психического развития.
«Например, - говорит старший автор исследования Сантош Гирираджан, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии Университета штата Пенсильвания в Юниверсити-Парке, - когда родитель и ребенок имеют одинаковую первичную мутацию, но только у ребенка развивается заболевание».
Он объясняет, что при диагностике такого расстройства, как аутизм, основное внимание уделяется поиску причины, как правило, на выявлении «одной первичной мутации».
Однако этот подход не объясняет, почему многие люди с одной и той же первичной мутацией могут иметь совершенно разные симптомы.
«Инструменты генетического секвенирования могут выявить большое количество мутаций в геноме человека», - отмечает он.
Исследователи опубликовали свои выводы в журнале. Генетика в медицине.
Аутизм и СДВГ
Расстройства нервного развития - это «общие и широко распространенные» состояния, которые влияют на движения, язык, социальные навыки, общение и эмоции.
Типичные примеры включают аутизм - или, точнее, расстройство аутистического спектра (РАС) - и синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ).
Такие нарушения можно объяснить ранним ростом и развитием мозга. Однако точные причины неизвестны. Считается, что в этом участвуют генетические, экологические и биологические факторы.
Люди с РАС сталкиваются с проблемами в общении и взаимодействии, а также в понимании и выражении эмоций.
Они часто по-разному реагируют, учатся и обращают внимание на других, а также могут повторять определенное поведение и предпочитать одни и те же распорядки дня. Признаки обычно начинаются в раннем возрасте и сохраняются в зрелом возрасте.
Некоторые люди с РАС могут справиться самостоятельно, в то время как другим может потребоваться большая поддержка в повседневной жизни.
По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), примерно у 1 из 59 детей в Соединенных Штатах есть РАС, и что у мальчиков вероятность диагностирования этого заболевания примерно в четыре раза выше, чем у девочек.
СДВГ - «одно из самых распространенных» расстройств психического развития у детей. Это часто диагностируется в детстве и обычно сохраняется до взрослого возраста.
СДВГ не только заставляет детей быть «чрезмерно активными», но и нарушает их способность обращать внимание и контролировать импульсивное поведение, не задумываясь о последствиях.
Национальный опрос показал, что в 2016 году в США было около 6,1 миллиона детей, которым когда-либо был поставлен диагноз СДВГ; эта цифра составляет почти 1 из 10 всех людей в возрасте от 2 до 17 лет в США.
Мутации, связанные с заболеванием
Гирираджан и его коллеги изучали людей, у которых была одна из двух «связанных с заболеванием мутаций», которые, как известно, связаны с нарушениями развития нервной системы.
Мутации - это отсутствующие участки генетического материала на хромосоме 16. Одна мутация называется 16p11.2, а другая - 16p12.1. Оба они включены в «глобальный экран для детей с задержкой развития».
Гирираджан объясняет, что у 95 процентов детей-носителей 16p12.1 мутация передается от родителей. Это означает, что «любая разница в клинических характеристиках между родителем и ребенком происходит из-за их генетического фона», - отмечает он.
Их анализ показал, что люди с одной из первичных мутаций, у которых также проявлялись клинические признаки ассоциированного расстройства, имели «значительно больше мутаций в генетическом фоне», чем родители или братья и сестры, которые также были «членами семьи-носителя».
Исследователи также выявили связь между количеством мутаций и некоторыми отличительными особенностями связанного расстройства, такими как размер головы в случае делеции 16p11.2, которая является «признаком когнитивного развития».
«Чем больше у вас мутаций, - отмечает Гирираджан, - тем больше у вас различных типов комбинаций, которые потенциально могут вызывать клинические признаки».
Далее он объясняет, что, хотя первичная мутация, вероятно, передается только от одного родителя, большинство изменений в генетическом фоне человека происходит от обоих родителей; но «ребенок в конечном итоге получает больше, чем то, что было у каждого из родителей по отдельности».
Важность семейной истории
Возможно даже, что родитель, который не передал первичную мутацию, является тем, кто передает большинство мутаций, которые в конечном итоге влияют на генетический фон человека, которые способствуют развитию болезни и ее особенностям.
«Это говорит нам о том, что получение информации о семейном анамнезе, о генетическом профиле родителей невероятно полезно при попытке поставить диагноз», - настаивает Гирираджан.
Он и его коллеги предполагают, что первичная мутация - это то, что делает человека восприимчивым к определенному расстройству, а генетический фон определяет ход развития болезни и то, как она проявляется клинически.
Это также может быть более сложная ситуация, чем простое включение или выключение. Например, может случиться так, что один тип первичной мутации делает одного человека менее чувствительным, а другой - более чувствительным к развитию болезни.
В этом случае первому человеку потребуется гораздо больше мутаций в его генетическом фоне, чтобы вызвать такие же серьезные симптомы, как и у второго человека, чья первичная мутация сделает его более чувствительным.
Более своевременные и точные прогнозы
Таким образом, первичная мутация может передаваться из поколения в поколение, но симптомы остаются легкими до тех пор, пока ребенок не унаследует множество мутаций в своем генетическом фоне.
Теперь исследователи планируют расширить свое исследование на некодирующие области генома. Пока что они сосредоточились только на небольшом проценте, который кодирует белки.
Они надеются, что однажды их результаты помогут клиницистам лучше информировать своих пациентов и своевременно достигать более точных прогнозов, чтобы реабилитация имела эффект раньше.
Это может означать, например, что «пациент может начать логопед или физическую реабилитацию до того, как наступит задержка в развитии», - заключает Гирираджан.
«Наша работа показывает, что первичная мутация, вероятно, делает человека чувствительным к заболеванию, но количество других мутаций в другом месте генома - это то, что на самом деле определяет когнитивные способности и особенности развития этого человека».
Сантош Гирираджан
