Аутизм та генетика
Дата: 13.02.2024
Протягом останніх десятиліть вчені активно досліджують генетичні механізми, що лежать в основі аутизму, з надією на створення ефективніших методів діагностики та лікування.
Аутизм - це неврологічний розлад, який проявляється у відхиленнях у сфері соціальної взаємодії, комунікації, а також у поведінкових особливостях. Люди з аутизмом можуть відчувати труднощі у спілкуванні з іншими людьми, розумінні невербальних виразів та розвитку соціальних відносин.
Звідки вчені знають, що гени сприяють аутизму?
Проводячи свої дослідження, вчені виявили різні типи генетичних змін, які можуть бути пов'язані з аутизмом. Чим глибше вони проникають у ДНК, тим складнішим є внесок генетики у розвиток цього розладу.
Генетики дізналися про зв'язок генів з аутизмом з моменту перших досліджень аутизму у близнюків у 1977 році. Декілька дослідницьких груп порівняли рівень аутизму у близнюків і виявили, що аутизм має генетичну схильність. Якщо один із однояйцевих близнюків має аутизм, ймовірність того, що у іншого близнюка теж буде аутизм, становить близько 80 відсотків. Для різнояйцевих близнюків цей показник становить близько 40 відсотків.
Проте генетика не є єдиним фактором, що впливає на ймовірність розвитку аутизму у дитини. Фактори навколишнього середовища також відіграють роль у виникненні цього розладу. Деякі впливи навколишнього середовища, такі як вплив материнської імунної відповіді в утробі матері або ускладнення під час пологів, можуть спільно з генетичними факторами сприяти аутизму або посилювати його симптоми.
Чи дійсно існує ген аутизму?
Насправді немає одного конкретного гена аутизму. Менше 1 відсотка випадків аутизму походять від мутацій в одному гені. Наприклад, кілька станів, пов'язаних з аутизмом, спричинених мутаціями в одному гені.
Синдром ламкої Х-хромосоми (Мартіна Белла) є генетичним розладом, який часто викликає розумову відсталість та поведінкові проблеми. Це захворювання зачіпає обидві статі, але чоловіки зазвичай мають більш серйозні симптоми, оскільки вони мають тільки одну X-хромосому, і одна мутація в цій хромосомі може сильніше вплинути на їх здоров'я. Синдром ламання X викликається мутацією в гені FMR1, який знаходиться на X-хромосомі. Мутація включає збільшення кількості повторів тринуклеотидної послідовності CGG в цьому гені, що призводить до його дисфункції.
Синдром Ретта — це рідкісний генетичний розлад, що вражає переважно дівчаток. Захворювання проявляється у перші місяці чи роки життя, викликаючи проблеми з фізичним розвитком, координацією та комунікаційними навичками. Діти з синдромом Ретта зазвичай починають нормально розвиватися, але через деякий час втрачають вже набуті вміння, особливо в галузі моторики та мови. Синдром Ретта викликаний мутаціями в гені MECP2, який відіграє ключову роль розвитку нервової системи.
Таким чином, немає такого поняття як "ген аутизму" - тобто немає такого гена, в якому була б мутація у кожної людини з аутизмом. Також не існує жодного гена, який викликає аутизм кожен разів, коли у ньому відбувається мутація.
Наука розвивається, і список генів, пов'язаних з аутизмом, зростає. Дослідники виділили близько 100 генів, які вважають тісно пов'язаними з аутизмом. Чимало з цих генів важливі для нейронних зв'язків чи контролюють експресію інших генів.
Як ці гени сприяють аутизму?
Зміни або мутації в ДНК цих генів можуть призвести до аутизму. Деякі мутації торкаються однієї пари основ ДНК, або «літери». Фактично, кожна людина має тисячі таких генетичних варіантів. Варіант, який зустрічається в 1 відсотка чи більше населення, вважається «поширеним» і називається однонуклеотидним поліморфізмом або SNP.
Поширені варіанти зазвичай мають ледь помітні ефекти і можуть разом сприяти розвитку аутизму. «Рідкісні» варіанти, які зустрічаються менш ніж у 1 відсотка людей, як правило, мають сильніший вплив. Багато мутацій, пов'язаних з аутизмом, досі були рідкісними. Значно складніше знайти поширені варіанти, пов'язані з аутизмом. Найбільше на сьогоднішній день дослідження, опубліковане в 2019 році і в якому взяли участь понад 18 000 аутичних та 27 000 неаутичних людей, виявило 12 областей геному, які містять поширені варіанти, пов'язані з аутизмом. У ході повторного аналізу даних, а також додаткових 6 000 учасників, у 2020 році було виявлено ще два регіони.
Інші зміни, відомі як варіації числа копій (CNV), виявляються у вигляді делецій або дуплікацій довгих ділянок ДНК і часто включають безліч генів.
Але мутації, які сприяють аутизму, ймовірно, пов'язані не лише з генами, адже гени становлять менше 2 відсотків геному. Дослідники намагаються проникнути в 98 відсотків геному, щоб залишити порушення, пов'язані з аутизмом. Поки ці області ДНК погано вивчені, але деякі дані пов'язують аутизм з мутаціями в ділянках ДНК, що не кодують, що містять регуляторні елементи, які контролюють експресію генів.
Чи всі мутації однаково шкідливі?
Ні. Мутації можуть бути як шкідливими, так і доброякісними, залежно від того, скільки клітин в організмі торкаються і наскільки вони змінюють функцію відповідного білка.
Наприклад, міссенс-мутація замінює одну амінокислоту в білку іншою. Якщо заміна не призводить до суттєвої зміни білка, швидше за все він буде доброякісним.
З іншого боку, нонсенс-мутація вставляє в ген знак «стоп», викликаючи передчасну зупинку виробництва білка. Отриманий білок занадто короткий і погано функціонує, якщо взагалі функціонує.
Як люди набувають мутації?
Більшість мутацій успадковуються від батьків і можуть бути поширеними або рідкісними. Мутації також можуть виникати спонтанно в яйцеклітині або сперматозоїді і тому виявляються тільки в дитини, а не в її батьків. Дослідники можуть виявити ці рідкісні мутації «de novo», порівнюючи послідовності ДНК людей, які страждають на аутизм, з послідовностями ДНК здорових членів їхніх сімей. Спонтанні мутації, що виникають після зачаття, зазвичай мають «мозаїчний» характер, тобто зачіпають лише деякі клітини організму. Чим менше клітин зачіпають ці мутації, тим менший їхній внесок у розвиток аутистичних характеристик.
Чи може генетика пояснити, чому хлопчики частіше страждають на аутизм, ніж дівчатка?
Передбачається, що хлопчики більш уразливі до деяких генетичних мутацій, що впливають на розвиток аутизму. Однією з причин може бути лише одна X-хромосома у хлопчиків, тоді як дівчатка мають дві X-хромосоми, що може забезпечувати додатковий захист від генетичних аномалій.
Які генетичні аналізи здати на аутизм?
Для визначення генетичної причини аутизму в одній панелі зібрано гени, пов'язані з цим розладом. На жаль, не завжди вдається з'ясувати конкретну мутацію, яка є причиною захворювання.
Панель Аутизм та розумова відсталість
Якщо фенотип складний, тобто окрім аутистичного розладу, є й інші симптоми, рекомендується повніший тест - повноекзомне секвенування, що включає кодуючі ділянки всіх відомих генів.
Секвенування повного екзома
Чи є спосіб перевірити наявність мутацій до народження дитини?
Лікарі регулярно перевіряють хромосоми плоду, що розвивається, для виявлення великих хромосомних аномалій, включаючи CNV. Існують пренатальні генетичні тести деякі синдроми, пов'язані з аутизмом, такі як синдром ламкої Х-хромосоми. Але навіть якщо у дитини, що розвивається, є ці рідкісні мутації, неможливо точно дізнатися, чи буде у нього пізніше діагностований аутизм.
Молекулярный генетик, биоинформатик
Медико-генетический центр "Мама Папа"