Prognóza autismu: Rodičovské geny jsou „neuvěřitelně užitečné“

I když jeden hlavní rizikový gen může způsobit, že jedinec bude náchylný k autismu nebo jiné neurovývojové poruše, je to celá sbírka souvisejících změn v jejich DNA, která rozhoduje o tom, zda se u nich rozvine a jak závažná bude.

Vědci nyní vědí, jak důležité je genetické pozadí rodiny při předpovídání vývoje ASD u člověka.

K tomuto závěru dospěli vědci po analýze vývojových, kognitivních a genomových sekvenčních údajů stovek lidí se známými rizikovými geny společně s údaji jejich rodičů a sourozenců.

Navrhují, aby jejich nálezy vysvětlovaly, proč dva lidé nesoucí stejný rizikový gen, známý také jako „primární mutace“, mohou mít velmi odlišné příznaky související neurodevelopmentální poruchy.

„Například,“ říká hlavní autor studie Santhosh Girirajan, docent biochemie a molekulární biologie na Pensylvánské státní univerzitě v University Park, „když rodič a dítě mají stejnou primární mutaci, ale pouze u dítěte se porucha rozvine.“

Vysvětluje, že při diagnostice poruchy, jako je autismus, se zaměření na nalezení příčiny obvykle zaměřuje na identifikaci „jedné primární mutace“.

Tento přístup však nevysvětluje, proč mnoho lidí se stejnou primární mutací může mít velmi odlišné příznaky.

„Nástroje pro genetické sekvenování mohou odhalit velké množství mutací v genomu člověka,“ poznamenává.

Vědci nyní zveřejnili svá zjištění v časopise Genetika v medicíně.

Autismus a ADHD

Neurodevelopmentální poruchy jsou „běžné a rozšířené“ stavy, které ovlivňují pohyb, jazyk, sociální dovednosti, komunikaci a emoce.

Mezi typické příklady patří autismus - nebo přesněji porucha autistického spektra (ASD) - a porucha pozornosti s hyperaktivitou (ADHD).

Tyto poruchy lze vysledovat k časnému růstu a vývoji mozku. Přesné příčiny však nejsou známy. Předpokládá se, že jsou zahrnuty genetické, environmentální a biologické faktory.

Lidé s ASD čelí výzvám v komunikaci a interakci, stejně jako v porozumění a vyjadřování emocí.

Často reagují, učí se a věnují pozornost ostatním odlišně, mohou také opakovat konkrétní chování a dávají přednost stejným denním rutinám. Známky obvykle začínají na počátku života a pokračují po celou dospělost.

Někteří lidé s ASD mohou dobře zvládat sami, zatímco jiní mohou potřebovat velkou podporu při každodenním životě.

Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) odhadují, že přibližně 1 z 59 dětí má ASD ve Spojených státech a že u chlapců je diagnostikována přibližně čtyřikrát častěji než u dívek.

ADHD je „jednou z nejčastějších“ neurodevelopmentálních poruch u dětí. Často je diagnostikována v dětství a obvykle přetrvává až do dospělosti.

Kromě toho, že způsobí, že děti budou „příliš aktivní“, může ADHD narušit jejich schopnost věnovat pozornost a ovládat impulzivní chování bez přemýšlení o důsledcích.

Národní průzkum ukázal, že v roce 2016 bylo v USA přibližně 6,1 milionu dětí, kterým byla někdy diagnostikována ADHD; toto číslo představuje téměř 1 z 10 všech obyvatel USA ve věku 2–17 let.

Mutace spojené s nemocí

Girirajan a jeho kolegové studovali jedince, kteří měli jednu ze dvou „mutací souvisejících s onemocněním“, o nichž je známo, že jsou spojeny s neurodevelopmentálními poruchami.

V mutacích chybí části genetického materiálu na chromozomu 16. Jedna mutace se nazývá 16p11.2 a druhá se nazývá 16p12.1. Oba jsou zahrnuty na „globální obrazovce pro děti se zpožděním vývoje“.

Girirajan vysvětluje, že u 95 procent dětí, které nosí 16p12.1, byla mutace přenesena z rodiče. To znamená, že „jakýkoli rozdíl v klinických vlastnostech mezi rodičem a dítětem je způsoben tím, co mají v genetickém pozadí,“ poznamenává.

Jejich analýza zjistila, že lidé s některou z primárních mutací, kteří také vykazovali klinické příznaky asociované poruchy, měli „významně více mutací na genetickém pozadí“ než rodiče nebo sourozenci, kteří byli také „členy rodiny nosičů“.

Vyšetřovatelé také odhalili, že existuje souvislost mezi počtem mutací a určitými charakteristickými rysy asociované poruchy, jako je velikost hlavy v případě delece 16p11.2, což je „rys kognitivního vývoje“.

"Čím více mutací máte," poznamenává Girirajan, "tím máte různé typy kombinací, které mohou potenciálně vyvolat klinické příznaky."

Dále vysvětluje, že zatímco primární mutaci pravděpodobně předává pouze jeden rodič, většina změn v genetickém pozadí jedince pochází od obou rodičů; ale „dítě nakonec má víc, než co měl každý z rodičů jednotlivě.“

Důležitost rodinné historie

Mohlo by se dokonce stát, že rodič, který nepředal primární mutaci, je ten, který přenáší většinu mutací - které končí v genetickém pozadí jedince - které přispívají k rozvoji a vlastnostem onemocnění.

"To nám říká, že získávání informací o rodinné historii, o genetickém profilu rodičů, je neuvěřitelně užitečné, když se pokoušíme stanovit diagnózu," naléhá Girirajan.

On a jeho kolegové naznačují, že primární mutace je to, co připravuje jednotlivce na vnímavost k dané poruše a genetické pozadí určuje průběh vývoje onemocnění a to, jak se klinicky projevuje.

Může to být také složitější situace než jednoduché zapnutí nebo vypnutí. Mohlo by se například stát, že jeden typ primární mutace způsobí, že jeden jedinec bude méně citlivý a jiný způsobí, že další bude citlivější na rozvoj onemocnění.

V takovém případě by první jedinec vyžadoval mnohem více mutací na svém genetickém pozadí, aby vytvořil příznaky tak závažné jako příznaky druhého jedince, jehož primární mutace by je učinila citlivějšími.

Včasnější a přesnější prognózy

Tímto způsobem by mohla být primární mutace přenesena na několik generací, ale příznaky zůstávají mírné, dokud dítě nezdědí také mnoho mutací ve svém genetickém pozadí.

Vědci nyní plánují rozšířit své studium do nekódujících oblastí genomu. Doposud se zaměřili pouze na malé procento, které kóduje proteiny.

Doufají, že jednoho dne jejich nálezy pomohou lékařům poskytnout lepší informace svým pacientům a dosáhnout přesnějších prognóz včas, aby měla rehabilitace dříve účinek.

To by například znamenalo, že „pacient by mohl zahájit logopedii nebo fyzickou rehabilitaci před zasažením zpoždění vývoje,“ uzavírá Girirajan.

"Naše práce odhaluje, že primární mutace pravděpodobně senzibilizuje člověka na poruchu, ale množství dalších mutací jinde v genomu je to, co ve skutečnosti určuje kognitivní schopnosti a vývojové vlastnosti této osoby."

Santhosh Girirajan