Αυτισμός μετάλλαξη: Πόσο επηρεάζει το γονιδίωμα στην λειτουργία του εγκεφάλου

Στους εγκεφάλους των ατόμων με ASD, οι μεταλλάξεις μωσαϊκών ήταν πιο πιθανό να επηρεάσουν τμήματα του γονιδιώματος που έχουν κεντρικό ρόλο στη λειτουργία του εγκεφάλου.

Αυτισμός μετάλλαξη: Δύο μελέτες στη σημερινή Φυσική Νευροεπιστήμη, με επικεφαλής ερευνητές στο Παιδικό Νοσοκομείο της Βοστώνης, το Νοσοκομείο Brigham and Women’s (BWH) και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ (HMS), εμπλέκουν μεταλλάξεις που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης ως αιτία διαταραχής του φάσματος του αυτισμού (ASD). Τα ευρήματα ανοίγουν νέους τομείς για την εξερεύνηση της γενετικής του ASD και θα μπορούσαν τελικά να ενημερώσουν τις διαγνωστικές δοκιμές. Οι μωσαϊκές μεταλλάξεις επηρεάζουν μόνο ένα μέρος των κυττάρων ενός ατόμου. Αντί να κληρονομηθούν, προκύπτουν ως «λάθος» που εισάγεται όταν διαιρείται ένα βλαστικό κύτταρο. Μια μετάλλαξη σε ένα βλαστικό κύτταρο θα περάσει μόνο στα κύτταρα που κατεβαίνουν από αυτό, παράγοντας το μωσαϊκό μοτίβο. Όταν οι μωσαϊκές μεταλλάξεις εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, μπορούν να εμφανιστούν στον εγκέφαλο και να επηρεάσουν τη λειτουργία των νευρώνων. Όσο νωρίτερα αναπτύσσεται μια μετάλλαξη, τόσο περισσότερα κύτταρα θα το μεταφέρουν.

Χαρακτηρισμός των μεταλλάξεων μωσαϊκών στον εγκέφαλο

Οι δύο μελέτες ήταν μέρος του Δικτύου Σωματικού Μωσαϊκού εγκεφάλου, που χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Ψυχικής Υγείας. Η πρώτη μελέτη χρησιμοποίησε βαθιά, υψηλής ανάλυσης ανάλυση ολικού γονιδιώματος για ποσοτικοποίηση και χαρακτηρισμό των μεταλλάξεων μωσαϊκών στον μετωπιαίο φλοιό ατόμων με και χωρίς ASD. Επικεφαλής της Rachel Rodin, MD, Ph.D. και Christopher Walsh, MD, Ph.D., της Boston Children, και Yanmei Dou, Ph.D. και Peter Park, Ph.D., του HMS.

Όταν οι ερευνητές εξέτασαν δείγματα εγκεφαλικού ιστού από 59 νεκρά άτομα με ASD και 15 μάρτυρες – η μεγαλύτερη ομάδα δειγμάτων εγκεφάλου που μελετήθηκε ποτέ – διαπίστωσαν ότι οι περισσότεροι από τους εγκεφάλους είχαν μεταλλάξεις “σημείου” μωσαϊκού (μεταβολές σε ένα μόνο “γράμμα” γενετικού κώδικας). Υπολόγισαν ότι τα έμβρυα αποκτούν πολλές τέτοιες μεταλλάξεις με κάθε κυτταρική διαίρεση και εκτιμούν ότι περίπου οι μισοί από εμάς φέρουν δυνητικά επιβλαβείς μεταλλάξεις μωσαϊκών σε τουλάχιστον 2 τοις εκατό των εγκεφαλικών μας κυττάρων.

Στους εγκεφάλους των ατόμων με ASD, ωστόσο, οι μεταλλάξεις μωσαϊκών ήταν πιο πιθανό να επηρεάσουν τμήματα του γονιδιώματος που έχουν κεντρικό ρόλο στη λειτουργία του εγκεφάλου. Συγκεκριμένα, τείνουν να προσγειώνονται σε τμήματα “ενισχυτές” DNA που δεν κωδικοποιούν γονίδια αλλά ρυθμίζουν εάν ένα γονίδιο είναι ενεργοποιημένο ή απενεργοποιημένο. “Στον εγκέφαλο των ατόμων με αυτισμό, οι μεταλλάξεις συσσωρεύονται με τον ίδιο ρυθμό με τον κανονικό, αλλά είναι πιο πιθανό να πέσουν σε μια περιοχή ενισχυτή”, λέει ο Ροντέν, πρώτος συγγραφέας στο χαρτί. “Πιστεύουμε ότι αυτό συμβαίνει επειδή οι ενισχυτές γονιδίων και οι προαγωγοί τείνουν να βρίσκονται σε DNA που είναι ξετύλιγμα και πιο εκτεθειμένο, γεγονός που πιθανώς τους καθιστά πιο ευαίσθητους σε μεταλλάξεις κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης.”

“Οι μεταλλάξεις στους ενισχυτές είναι ένα κρυφό είδος μετάλλαξης που δεν βλέπετε στην τυπική διαγνωστική αλληλουχία εξωτικών και μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση της ASD σε μερικούς ανθρώπους”, σημειώνει ο Walsh, επικεφαλής της γενετικής και της γονιδιωματικής στο Boston Children και συν-ανώτερος συγγραφέας στο το έγγραφο με τον Park, ο οποίος ηγήθηκε των υπολογιστικών αναλύσεων της μελέτης. «Πρέπει επίσης να κατανοήσουμε καλύτερα τα αποτελέσματα αυτών των μεταλλάξεων στους νευρώνες».

Νέα μελέτη του Χάρβαρντ αποκαλύπτει σύνδεση αυτισμού και χοληστερόλης

Η σημαντική επίδραση της μουσικής στην ψυχική υγεία

Νέα γονίδια εμπλέκονται στη διαταραχή του φάσματος του αυτισμού