jazyk genetiky se stal součástí populární kultury. „Hudební schopnosti jsou v jeho DNA,“ říkáme. Televizní reklamy nás pozvat, aby se DNA testy, které nám řeknou naše etnické dědictví, nebo, jak oni dali to, co jsme „.“Co nám může DNA říci o tom, z čeho je autismus vyroben? Jaké jsou možnosti a úskalí genetiky při vysvětlování autismu a hledání léčby? A jak geny a naše prostředí interagují a ovlivňují autismus? Doufáme, že na tyto otázky odpovíme v tomto a budoucích článcích, ale nejprve to pomůže rozebrat, co tyto pojmy skutečně znamenají.
věda genetiky exponenciálně pokročila, protože mnozí z nás-zejména ti, kteří se narodili před rokem 1990-absolvovali biologii na střední škole. Jako příklad tohoto posunu zvažte jeden kulturní prubířský kámen, detektivní příběh. V posledních desetiletích se DNA stala hvězdou některých kriminálních dramat, jako je CSI: Crime Scene Investigation, přičemž místo, které kdysi obsadili Sherlock Holmes nebo poručík Columbo. Víme, že DNA je důležitá pro chytání zločinců a hledání dlouho ztracených příbuzných. Ale co přesně je tato malá molekula, která obsahuje tolik informací?
Rozluštění DNA
stručně řečeno, DNA je deoxyribonukleové kyseliny, molekuly, která obsahuje kompletní návod pro přípravu, kdo jsi. Vaše DNA se nachází v každé buňce vašeho těla, a pokud nemáte identické dvojče, je pro vás v podstatě jedinečná.1
DNA tvoří čtyři chemikálie, zastoupené písmeny A, C, G a T. spárují Se v určitém pořadí spolu dva prameny zkroucené žebřík. (Toto je dvojitá šroubovice, kterou jste studovali v biologii.) Písmeno a vždy spojuje s T A C S G. bloky těchto chemických párů, od tisíců do 2 milionů párů dlouhých, tvoří jediný gen.2
„Naše geny jsou jako návod, nebo knihy, které naše tělo čte k určení toho, jak jsme se podívat, jak rosteme, a jak fungujeme,“ vysvětlil Alyssa Blesson, ověřený genetický poradce na Kennedy Krieger Institute v Baltimore.
myslete na gen jako na balíček DNA se specifickým úkolem, jako je vytvoření proteinu, který vaše tělo potřebuje udělat nebo něco vytvořit. Geny obsahují pokyny pro výrobu hemoglobinu, bílkoviny v červených krvinkách, která přenáší kyslík z plic do jiných částí těla. Jiné geny mají za úkol, aby vaše vlasy tmavě hnědé, oči oříškově hnědé, nebo krevní skupinu O.
Vaše geny – více než 20.000 z nich – leží podél 46 chromozomů. Dostanete polovinu svých chromozomů-přesněji 23-od svého biologického otce a polovinu od své biologické matky. Sady, které získáte od každého rodiče, jsou shodné (každý máte dvě kopie chromozomu 1 až 22), s výjimkou pohlavních chromozomů. Jsou známy písmeny X a Y. dívky dědí jeden chromozom X od každého rodiče; chlapci dědí X od matky, a Y od otce.
po mnoho let většina toho, co jsme věděli o genetických podmínkách, pocházela z analýzy chromozomů nebo určitých genů. Některé vývojové poruchy jsou způsobeny chybějícím nebo extra chromozomem, který se obvykle vyskytuje při početí. Downův syndrom je způsoben tím, že má tři kopie chromozomu 21 místo obvyklých dvou. Syndrom křehkého X je způsoben změnou jediného genu na chromozomu X. Autismus postihuje neobvykle vysoký počet lidí s Downovým syndromem (5 až 10 procent3) a Fragile X (téměř třetina4). Jak vidíte, různé genetické podmínky byly spojeny s autismem.
naše znalosti genetiky autismu-a genetiky obecně-začaly explodovat v 21. století. To je v době, kdy vědci z celého světa dokončili desetiletý úkol zmapovat všechny geny, které lidé nesou, což se nazývá lidský genom.
laboratoře vyvinuly testy, které jim umožňují detekovat změny, dokonce i velmi malé, v DNA nebo chromozomech člověka. Jedním z takových genetických testů-a existuje mnoho-je chromozomový mikroarray test. Pro tento test laboratoř nejen hledá chybějící nebo další chromozom, ale také chybějící nebo další kus chromozomu. V závislosti na velikosti kusu může mít člověk jeden nebo více extra nebo chybějících genů.
tyto změny na chromozomu se nazývají variace nebo varianty počtu kopií, zkráceně CNVs. Lékař může doporučit jiné genetické testy pro někoho s autismem, také.5 změny jednoho genu nebo kusu chromozomu se někdy nazývají mutace.
znamená genetický význam zděděný?
genetická změna může být zděděna přímo od rodiče, nebo se může objevit poprvé u dítěte, řekla paní Blessonová. Genetické změny, které nejsou zděděny od matky nebo otce, se nazývají „de novo“, což je latinský termín, který znamená „nový“.“Je těžké přesně říci, proč dochází k určité nové mutaci. Tyto de novo mutace mohou vysvětlit, proč má někdo autismus, nebo jiný zdravotní stav, když to nikdo jiný v jejich rodině nedělá.
mutace nemusí být nutně dobré nebo špatné a mohou být předány budoucím generacím. Některé mutace neovlivňují zdraví, například ty, které vedly ke vzniku červených vlasů. Jiní mohou poskytnout výhodu, jako je mutace, která chrání lidi před diabetem 2. typu.6
od 70. let vědci věřili, že riziko autismu je silně ovlivněno genetickými faktory na základě studií dvojčat.7 více než tři čtvrtiny času, pokud má jeden identický dvojčata autismus, jeho dvojče také.8. Je zajímavé, že počet není 100 procent, což naznačuje, že další faktory ovlivňují vývoj autismu u dítěte. (Více o tom později.)
hon na genetické změny
CNV, další nebo chybějící kousky chromozomu, jsou jedním zaměřením výzkumu autismu. Pokud má dostatek lidí s autismem stejný CNV, vědci mohou mít podezření na souvislost s autismem. Zkoumáním genů v tomto místě, a co mají dělat, vědci doufají, že zjistí, co způsobuje autismus – a možná, jednoho dne, co by mohlo léčit jeho příznaky.
vědci zkoumali DNA ze sbírky Simons Simplex, která zahrnuje 2600 rodin, z nichž každá má jedno dítě s autismem. Studie je tak pojmenovaná, protože je financována Simonsovou nadací Autism Research Initiative, nebo SFARI. Vědci zjistili, že se zdá, že nové genetické změny přispívají k autismu u jednoho ze všech 10 děti v tomto projektu Simons.9
vědci identifikovali chybějící nebo extra genetický materiál v konkrétních oblastech na chromozomech 1, 3, 7, 15, 16 a 22. Identifikovali také 65 genů, které podle nich přispívají k riziku vzniku autismu. Zajímavé je, že tyto genetické změny byly nalezeny u dětí, jejichž IQ se pohybovalo od nízkých po vysoké. To naznačuje, že tyto konkrétní změny ovlivňují autismus, ne inteligence.9
a zatímco chlapci a dívky měli mutace ve stejných oblastech, dívky jich měly více. Vědci tvrdí, že to může být proto, že k produkci autismu u dívek je zapotřebí více mutací, které se zdají být jinak odolné vůči rozvoji tohoto stavu. To je teorie, tzv. „ženské ochranný účinek,“ které se snaží vysvětlit, proč jen asi 20 procent lidí s autismem jsou dívky nebo ženy.9
ve studii SSC se vědci domnívají, že některé geny související s autismem hrají roli v komunikaci nervových buněk. Jiné identifikované geny hrají roli v interním spínacím systému, který zapíná nebo vypíná určité geny.
samozřejmě, že většina dětí v SSC projekt neměl genetické změny v těchto vysoce rizikových místech pro autismus, alespoň tak, jak byly definovány při této studii byla zveřejněna v roce 2015.
jak pokračuje genetický výzkum, počet podezřelých CNV a genů roste. SPARK for Autism, další výzkumný projekt SFARI, hledá CNV a geny spojené s autismem napříč všemi chromozomy. SPARK používá „počáteční seznam 11 CNV a 78 jednotlivých genů“, podle článku 2018 ve vědeckém časopise Neuron.10,11 tento seznam neustále roste, SPARK vysvětlil.
rodiny, které se účastní výzkumných projektů, jako je SPARK, mohou zjistit, zda mají oni a jejich dítě s autismem genetickou změnu spojenou s autismem. (Poznámka: většina studií genetického výzkumu neposkytuje účastníkům vlastní výsledky testů.
více obyčejný způsob, jak zjistit, je navštívit lékaře, jako je lékařský genetik, který může doporučit testování. Genetičtí poradci, jako je paní Blessonová, pomáhají rodinám, když se rozhodují, zda podstoupí testování a jaký typ testování mají mít. Pomáhají také rodinám a pacientům pochopit jejich výsledky testů.
„snažím se pomoci rodinám orientovat se v diagnostické odyseji, abych zjistil, proč má jejich dítě autismus,“ řekla paní Blessonová. „Začneme s testováním u dítěte. Snažíme se najít tu genetickou změnu, která v podstatě způsobila, že byl vystaven zvýšenému riziku vzniku autismu.“
co se stane, pokud testy ukazují na konkrétní genetickou změnu nebo stav?
většina genetických stavů nemá specifickou léčbu nebo léčbu,ale mohou existovat další výhody, které mají tyto informace. Vědomí, že dítě má určitou genetickou změnu, může upozornit poskytovatele zdravotní péče, aby otestovali další podmínky, které s ním mohou souviset. Změny v SCN2A, gen asociovaný s autismem, může mít vliv na typ epilepsie léky člověk bere, například, podle JISKRA je vědecký ředitel, Pamela Feliciano, PhD.12
rodiny se také mohou dozvědět, co mohou očekávat v budoucnu, pokud budou tyto informace k dispozici.
„někdy je vědění moc,“ řekla paní Blessonová. „Pokud diagnostikujeme něco, co je genetické, pokud existují podpůrné skupiny nebo organizace jiných jedinců se stejnou genetickou změnou, může být užitečné spojit se s těmito jednotlivci nebo rodinami.“
někteří rodiče chtějí vědět, zda také sdílejí genetickou změnu svého dítěte a zda by ji mohli předat budoucímu dítěti. Mohli by se sami podrobit testování, aby se dozvěděli více, řekla paní Blessonová.
samozřejmě, mnoho lidí, kteří podstoupí testování může najít žádné mutace, najít změny, neznámého významu, nebo se naučit nesouvisející informace.
někteří lidé mají obavy z diskriminace na základě výsledků jejich genetických testů, řekla paní Blessonová. Americký zákon, Zákon o nediskriminaci genetických informací, se snaží chránit lidi před genetickou diskriminací ve zdravotním pojištění a zaměstnání. Některé státní zákony mohou poskytnout další ochranu. (Viz další zdroje níže.)
genetika a životní prostředí
příčiny autismu jsou extrémně komplikované.
“ příčiny autismu jsou extrémně komplikované. Ve většině případů se domníváme, že k jeho rozvoji přispívá mnoho faktorů, a to nejen jedna nebo druhá věc, “ řekl epidemiolog Craig Newschaffer, PhD, v rozhovoru 2017 s Autism Speaks.13
vědci pokračují ve studiu role „prostředí“ v riziku autismu. Životní prostředí v této souvislosti znamená více než přírodní svět, i když zahrnuje vystavení znečištění, pesticidům a nebezpečným chemikáliím. To také zahrnuje mnoho jiných věcí, od svých rodičů, když se počít dítě; těhotná žena je zdravotní stav, nemoci a výživa; a události, které se dějí při a po narození dítěte.
studie například naznačují, že vystavení znečištění ovzduší, zemědělským pesticidům a nebezpečným chemikáliím zvyšuje riziko autismu.14-18 dětí starších rodičů a dětí, jejichž matky měly během těhotenství problémy, jako je gestační diabetes a krvácení, také čelí vyššímu riziku vzniku autismu.19
Vědce v oblasti epigenetiky studovat podmínky v prostředí člověka, které zase geny vypnout nebo zapnout, aniž by se skutečně mění jeho nebo její geny samy. Tyto epigenetické vlivy mohou být pozitivní nebo negativní. Zahrnují stravu člověka, cvičení, psychický stres, sociální interakce, a vystavení nemocem, zneužívání drog, lék, a toxické chemikálie.20 tyto expozice mohou ovlivnit „chemické faktory, které se drží na páteři DNA“, vysvětlil Dr. Newschaffer v online semináři pro členy IAN a SPARK for Autism.
je zajímavé, že tyto změny ve fungování genu mohou být přenášeny z rodiče na dítě. Například muži dělají spermie po celý život, řekl Dr. Newschaffer, profesor epidemiologie a biostatistiky a proděkan pro výzkum na Drexel University. Jejich vystavení chemikáliím a dalším faktorům prostředí může způsobit epigenetické změny spermií, které mohou ovlivnit jejich děti, řekl.
dozvědět Se více o tom, jak naše geny, vlivy prostředí, a epigenetika komunikovat, viz DNA a Prostředí: to, Co Určuje, Jak Naše Geny Práce?