genetikens språk har blivit en del av populärkulturen. ”Musikalisk förmåga finns i hans DNA”, säger vi. TV-reklam inbjuder oss att ta DNA-tester som kommer att berätta vårt etniska arv, eller, som de uttrycker det, vad vi är ”gjorda av.”Vad kan DNA berätta om vad autism är gjord av? Vilka är möjligheterna och fallgroparna med genetik för att förklara autism och hitta behandlingar? Och hur interagerar gener och vår miljö för att påverka autism? Vi hoppas kunna svara på dessa frågor i denna och framtida artiklar, men först hjälper det att bryta ner vad dessa begrepp verkligen betyder.vetenskapen om genetik har utvecklats exponentiellt sedan många av oss – särskilt de som föddes före 1990-tog gymnasiet biologi. Som ett exempel på detta skifte, överväga en kulturell touchstone, detektivhistorien. Under de senaste decennierna har DNA blivit stjärnan i vissa brottsdrama, till exempel CSI: Crime Scene Investigation, som en gång ockuperades av Sherlock Holmes eller Lt.Columbo. Vi vet att DNA är viktigt för att fånga brottslingar och hitta förlorade släktingar. Men vad exakt är den här lilla molekylen som innehåller så mycket information?
dechiffrera DNA
kort sagt är DNA deoxiribonukleinsyra, molekylen som innehåller hela bruksanvisningen för att göra dig vem du är. Ditt DNA finns i varje cell i din kropp, och om du inte har en identisk tvilling är det i huvudsak unikt för dig.1
DNA består av fyra kemikalier, representerade av bokstäverna A, C, G och T. de paras upp i en viss ordning längs två strängar av en snodd stege. (Detta är den dubbla helixen du studerade i biologiklass.) Bokstaven A länkar alltid med T och C med G. block av dessa kemiska par, från tusentals till 2 miljoner par långa, bildar en enda gen.2
”våra gener är som en bruksanvisning eller en bok som vår kropp läser för att bestämma saker som hur vi ser ut, hur vi växer och hur vi fungerar”, förklarade Alyssa Blesson, en certifierad genetisk rådgivare vid Kennedy Krieger Institute i Baltimore.
Tänk på en gen som ett DNA-paket med en specifik uppgift, som att göra ett protein som din kropp behöver göra eller skapa något. Gener innehåller instruktionerna för att göra hemoglobin, proteinet i röda blodkroppar som transporterar syre från lungorna till andra delar av kroppen. Andra gener har till uppgift att göra ditt hår mörkt brunt, dina ögon hassel eller din blodtyp O.
dina gener – mer än 20 000 av dem – ligger längs 46 kromosomer. Du får hälften av dina kromosomer-23 för att vara exakt-från din biologiska far och hälften från din biologiska mamma. Uppsättningarna du får från varje förälder matchas (du har två kopior vardera av kromosom 1 till 22), Med undantag för könskromosomerna. Dessa är kända av bokstäverna X och Y. flickor ärver en X-kromosom från varje förälder; pojkar ärver en X från mor, och en Y från pappa.
under många år kom det mesta av det vi visste om genetiska tillstånd från att analysera kromosomer eller vissa gener. Vissa utvecklingsstörningar orsakas av att ha en saknad eller extra kromosom, som vanligtvis uppstår vid uppfattningen. Downs syndrom orsakas av att ha tre kopior av kromosom 21, istället för de vanliga två. Bräckligt X-syndrom orsakas av en förändring av en enda gen på X-kromosomen. Autism påverkar ett ovanligt stort antal personer med Downs syndrom (5 till 10 procent3) och bräckligt X (nästan en tredjedel4). Som du kan se har olika genetiska tillstånd kopplats till autism.
vår kunskap om autismgenetik – och genetik i allmänhet-började explodera i det 21: a århundradet. Det är ungefär den tid som forskare från hela världen avslutade den decennielånga uppgiften att kartlägga alla gener som människor bär, vilket kallas det mänskliga genomet.
laboratorier har utvecklat tester som gör det möjligt för dem att upptäcka förändringar, även mycket små, i en persons DNA eller kromosomer. Ett sådant genetiskt test – och det finns många-är kromosommikroarraytestet. För detta test Letar ett labb inte bara efter en saknad eller extra kromosom, utan också för en saknad eller extra kromosom. Beroende på storleken på stycket kan en person ha en eller flera extra eller saknade gener.
dessa förändringar på en kromosom kallas kopianummervariationer eller varianter, CNVs, för kort. En läkare kan också rekommendera andra genetiska tester för någon med autism.5 förändringar i en enda gen eller en bit av en kromosom kallas ibland mutationer.
betyder genetisk ärftlig?
en genetisk förändring kan ärvas direkt från en förälder, eller det kan inträffa för första gången hos ett barn, sa Blesson. Genetiska förändringar som inte ärvs från mamma eller pappa kallas ”de novo,” vilket är en latinsk term som betyder ”ny.”Det är svårt att säga exakt varför en viss ny mutation inträffar. Dessa de novo-mutationer kan förklara varför någon har autism, eller ett annat medicinskt tillstånd, när ingen annan i deras familj gör det.
mutationer är inte nödvändigtvis bra eller dåliga, och de kan överföras till kommande generationer. Vissa mutationer påverkar inte hälsan, till exempel de som gav upphov till rött hår. Andra kan ge en fördel, till exempel en mutation som skyddar människor från typ 2-diabetes.6
sedan 1970-talet har forskare trott att autismrisk påverkas starkt av genetiska faktorer, baserat på studier av tvillingar.7 mer än tre fjärdedelar av tiden, om en identisk tvillingpojke har autism, gör hans tvilling också.8. Intressant är antalet inte 100 procent, vilket tyder på att andra faktorer påverkar utvecklingen av autism hos ett barn. (Mer om det senare.)
jakten på genetiska förändringar
CNVs, extra eller saknade delar av en kromosom, är ett fokus för autismforskning. Om tillräckligt många personer med autism har samma CNV kan forskare misstänka en länk till autism. Genom att undersöka generna på den platsen, och vad de ska göra, hoppas forskare att upptäcka vad som orsakar autism-och eventuellt, en dag, vad som kan behandla dess symtom.
forskare har undersökt DNA från Simons Simplex-samlingen, som inkluderar 2600 familjer som var och en har ett barn med autism. Studien är så kallad eftersom den finansieras av Simons Foundation Autism Research Initiative, eller SFARI. Forskare fann att nya genetiska förändringar tycktes bidra till autism hos ett av 10 barn i det Simons-projektet.9
forskare identifierade saknat eller extra genetiskt material i vissa områden på kromosomer 1, 3, 7, 15, 16 och 22. De identifierade också 65 gener som de tror bidrar till risken för att utveckla autism. Intressant nog hittades dessa genetiska förändringar hos barn vars IQ varierade från låg till hög. Det tyder på att dessa särskilda förändringar påverkar autism, inte intelligens.9
och medan pojkar och flickor hade mutationer i samma områden hade flickorna fler av dem. Forskare säger att det kan bero på att det krävs fler mutationer för att producera autism hos flickor, som verkar annars resistenta mot att utveckla tillståndet. Det är en teori, kallad ”kvinnlig skyddande effekt”, som försöker förklara varför endast cirka 20 procent av personer med autism är flickor eller kvinnor.9
i SSC-studien tror forskare att några av de autismrelaterade generna spelar en roll i hur nervceller kommunicerar. Andra identifierade gener spelar en roll i ett internt omkopplingssystem som slår på eller av vissa gener.
naturligtvis hade majoriteten av barnen i SSC-projektet inte genetiska förändringar på dessa högriskplatser för autism, åtminstone som de definierades när den studien publicerades 2015.
När genetisk forskning fortsätter växer antalet misstänkta CNVs och gener. SPARK for Autism, ett annat forskningsprojekt av SFARI, letar efter CNVs och gener associerade med autism över alla kromosomer. SPARK använder en ”initial lista över 11 CNVs och 78 enstaka gener”, enligt en artikel från 2018 i den vetenskapliga tidskriften Neuron.10,11 Den listan växer ständigt, SPARK har förklarat.familjer som deltar i forskningsprojekt som SPARK kan ta reda på om de och deras barn med autism har en genetisk förändring i samband med autism. (Obs: de flesta genetiska forskningsstudier ger inte deltagarna egna testresultat.)
har jag en Autismrelaterad genetisk förändring?
ett vanligare sätt att ta reda på är att se en läkare, till exempel en medicinsk genetiker, som kan rekommendera testning. Genetiska rådgivare som FRU Blesson hjälper familjer när de bestämmer sig för att genomgå testning och vilken typ av testning som ska ha. De hjälper också familjer och patienter att förstå sina testresultat.
”Jag försöker hjälpa familjer att navigera i en diagnostisk odyssey för att ta reda på varför deras barn har autism”, sa Blesson. ”Vi börjar med testning i barnet. Vi försöker hitta den genetiska förändringen som i huvudsak har orsakat honom ökad risk att utveckla autism.”
vad händer om tester pekar på en viss genetisk förändring eller tillstånd?
de flesta genetiska tillstånd har ingen specifik botemedel eller behandling, men det kan finnas andra fördelar med att ha den informationen. Att veta att ett barn har en viss genetisk förändring kan varna vårdgivare för att testa för andra tillstånd som kan följa med det. Förändringar i SCN2A, en gen associerad med autism, kan påverka vilken typ av epilepsimedicin personen tar, till exempel enligt Sparks vetenskapliga chef, Pamela Feliciano, PhD.12
familjer kan också lära sig om vad som väntar i framtiden, om den informationen är tillgänglig.
”Ibland är kunskap makt”, sa Blesson. ”Om vi gör en diagnos av något som är genetiskt, om det finns stödgrupper eller organisationer av andra individer med samma genetiska förändring, kan det vara till hjälp att få kontakt med dessa individer eller familjer.”
Vissa föräldrar vill veta om de också delar sitt barns genetiska förändring, och om de kunde överföra det till en framtida bebis. De kunde genomgå tester själva för att lära sig mer, sa Blesson.naturligtvis kan många som genomgår testning inte hitta några mutationer alls, hitta förändringar av okänd betydelse eller lära sig orelaterad information.
vissa människor har oro över diskriminering baserat på deras genetiska testresultat, sa Blesson. En amerikansk lag, genetisk Information Nondiscrimination Act, syftar till att skydda människor från genetisk diskriminering i sjukförsäkring och sysselsättning. Vissa statliga lagar kan ge ytterligare skydd. (Se ytterligare resurser nedan.)
genetik och miljö
orsakerna till autism är extremt komplicerade.
” orsakerna till autism är extremt komplicerade. I de flesta fall tror vi att många faktorer bidrar till dess utveckling, inte bara en eller annan sak”, säger epidemiologen Craig Newschaffer, PhD, i en intervju med Autism Speaks 2017.13
forskare fortsätter att studera rollen som” miljö ” i autismrisk. Miljö betyder i detta sammanhang mer än den naturliga världen, även om det inkluderar exponering för föroreningar, bekämpningsmedel och farliga kemikalier. Det innehåller också många andra saker, från föräldrarnas ålder när de blir barn; en gravid kvinnas medicinska tillstånd, sjukdomar och näring; och händelser som händer vid och efter barnets födelse.till exempel har studier föreslagit att exponering för luftföroreningar, jordbruksbekämpningsmedel och farliga kemikalier ökar autismrisken.14-18 barn till äldre föräldrar och barn vars mödrar hade problem under graviditeten, såsom graviditetsdiabetes och blödning, står också inför en högre risk att utveckla autism.19
forskare inom epigenetik studerar förhållanden i en persons miljö som stänger av eller på gener utan att faktiskt ändra sina gener själva. Dessa epigenetiska influenser kan vara positiva eller negativa. De inkluderar en persons kost, motion, psykisk stress, sociala interaktioner och exponering för sjukdomar, missbruksmedel, medicin och giftiga kemikalier.20 dessa exponeringar kan påverka de ”kemiska faktorer som följer ryggraden i DNA”, förklarade Dr.Newschaffer, i ett online-seminarium för medlemmar av IAN och SPARK for Autism.
intressant kan dessa förändringar i genfunktionen överföras från förälder till barn. Till exempel gör män spermier under hela livet, säger Dr.Newschaffer, professor i epidemiologi och biostatistik, och associerad dekan för forskning, vid Drexel University. Deras exponering för kemikalier och andra miljöfaktorer kan orsaka epigenetiska förändringar i spermier som kan påverka deras barn, sa han.
för att lära dig mer om hur våra gener, miljöpåverkan och epigenetik interagerar, se DNA och miljön: vad bestämmer hur våra gener fungerar?