Μετάφραση από την Ευγενία Κυπριώτη (Eugenia Kyprioti).
Η έρευνα στη γενετική του φάσματος του αυτισμού αυξάνει την κατανόησή μας για τις συνθήκες και μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερους τρόπους διάγνωσης και αντιμετώπισης τους.
προσφορά της Norma
Desmond· πηγή εικόνας: Flickr
Η πρώτη φορά που συνάντησα τον αυτισμό ήταν το καλοκαίρι του 2004, όταν εργαζόμουν σε μία παιδική κατασκήνωση ως σύμβουλος. Εκείνη τη χρονιά ένα αγόρι ξεχώριζε. Το όνομά του ήταν Πήτερ, αλλά όλοι τον φώναζαν «ο καθηγητής». Ο Πήτερ ήξερα πολλά και διάβαζε πολύ· στους άλλους έμοιαζε με διάνοια. Ωστόσο, δυσκολευόταν να κάνει φίλους κι έπαιζε, κυρίως, μόνος του.
Το προσωπικό άρχισε να ανησυχεί όταν παρατήρησαν ότι ο Πήτερ δεν γέλαγε με τα αστεία, απέφευγε την οπτική επαφή και εκνευριζόταν όταν δεν μπορούσε να καθήσει στην ίδια θέση πάντα. Ο διευθυντής της κατασκήνωσης πίστευε ότι ο Πήτερ έχει αυτισμό. Οι γονείς του τότε παραδέχτηκαν ότι είχε διαγνωστεί με σύνδρομο Asperger, αλλά δεν το είχαν αναφέρει γιατί ο Πήτερ ήθελα πολύ να έρθει στην κατασκήνωση. «Ο καθηγητής» κατάφερε να μείνει μέχρι και το τέλος της κατασκήνωσης και όλοι μάθαμε πολλά από αυτόν.
Η εμπειρία μου με τον Πήτερ με έκανε να θέλω να καταλάβω και να ερευνήσω τη βιολογική βάση του συνδρόμου Asperger. Είναι μία από τις τρεις διαταραχές με παρόμοια, αλλά διακριτά, συμπτώματα (βλέπε πλαίσιο για τις διαταραχές του φάσματος τους αυτισμού), που είναι ταξινομημένες ως διαταραχές του φάσματος του αυτισμού (ΔΦΑ). Οι ΔΦΑ ξεκινάνε σε μικρή ηλικία και συνεχίζουν σε όλη την ενήλικη ζωή. Υπάρχουν περιπτώσεις που άτομα δεν γνωρίζουν ότι πάσχουν από ΔΦΑ. Η έλλειψη οπτικής επαφής και η δυσκολία διατήρησης σχέσεων συνοδευόμενες από μαθησιακές δυσκολίες είναι συχνά συμπτώματα (εικόνα 1). Μπορεί να είναι δύσκολο για τους πάσχοντες να ενταχθούν στην κοινωνία ή να ζήσουν ανεξάρτητα.
Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andreas Chiocchetti
Οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού (ΔΦΑ) ορίζονται από συγκεκριμένες επικοινωνιακές, κοινωνικές και συμπεριφορικές δυσκολίες (εικόνα 1). Οι ΔΦΑ αποτελούν ένα φάσμα γιατί το κάθε άτομο βιώνει τα συμπτώματα διαφορετικά, και με ποικίλους βαθμούς σοβαρότητας. Υπάρχουν τρεις υπό-τύποι του συνδρόμου Asperger, της πρώιμης παιδικής ηλικίας (ή κλασικός) αυτισμός και διάχυτες αναπτυξιακές διαταραχές που δεν προσδιορίζονται αλλιώς (ΔΑΔ-ΔΠΑ) – με ποικίλα συμπτώματα και βαθμούς σοβαρότητας (εικόνα 2 και πίνακας 1).
Αυτισμός πρώιμης παιδικής ηλικίας (ή κλασσικός) |
Σύνδρομο Asperger |
ΔΑΔ-ΔΠΑ |
|
---|---|---|---|
Έναρξη | Πρώιμη παιδική ηλικία | Συνήθως αργότερη έναρξη | Μη συγκεκριμένο |
Κοινωνικό επίπεδο | Έχει υποστεί βλάβη | Έχει υποστεί βλάβη | Τουλάχιστον δύο από τα τρία έχουν επηρεαστεί |
Γλωσσικό επίπεδο | Έχει υποστεί βλάβη | Δεν έχει υποστεί βλάβη | |
Συμπεριφορικό επίπεδο | Έχει υποστεί βλάβη | Έχει υποστεί βλάβη | |
IQ (Βαθμός ευφυΐας) | Υψηλή λειτουργικότητα: ψ· χαμηλή λειτουργικότητα: IQ <70 | IQ > 70 | IQ > 35 |
ευαισθητοποίησης για τον
αυτισμό. Το πολύπλοκο
σχέδιο συμβολίζει την
πολυπλοκότητα του
φάσματος του αυτισμού
Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά του Melesse· πηγή
εικόνας: Wikimedia Commons
Η επικράτηση των ΔΦΑ στο γενικό πληθυσμό υπολογίζεται περίπου στο 1% με αυξανόμενο ρυθμό, κυρίως εξαιτίας της αυξημένης ευαισθητοποίησης και της ευρύτερης διάγνωσης. Υπολογίζεται ότι έως και το 80% των ΔΦΑ έχει γενετική βάση (βλέπε πλαίσιο κληρονομικότητας ΔΦΑ). Οι γενετιστές πιστεύουν ότι οι ΔΦΑ οφείλονται σε ένα συνδυασμό διαφορετικών παραλλαγών σε διάφορα γονίδια, και όχι σε μία μόνο μετάλλαξη ή παραλλαγή του γονιδίου.
Εάν το 80% των ΔΦΑ είναι γενετικής προέλευσης, το υπόλοιπο 20% θα πρέπει να εξηγηθεί από περιβαλλοντικούς παράγοντες. Μόνο λίγοι περιβαλλοντικοί παράγοντες έχει αποδειχθεί ότι αυξάνουν την πιθανότητα εμφάνισης ΔΦΑ, συμπεριλαμβανομένης της ηλικίας των γονιών και της λοίμωξης από ερυθρά κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Παρά την μεγάλη και τρομοκρατική δημοσιότητα στο Ηνωμένο Βασίλειο, δεν υπάρχουν στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι τα εμβόλια αναπτύσσουν ΔΦΑw1, w2.
Ένα άλλος παράγοντας κινδύνου είναι το φύλο: τα αγόρια έχουν περισσότερες πιθανότητες να διαγνωστούν με ΔΦΑ από ότι τα κορίτσια. Ίσως κάποια παράγοντες κινδύνου να κρύβονται στο Χ χρωμόσωμα (από το οποίο τα αγόρια έχουν μόνο ένα αντίγραφο, που σημαίνει ότι δεν έχουν ένα δεύτερο υγιές χρωμόσωμα να αντισταθμίσει την κατάσταση) ή σε γονίδια που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της αρσενικής ανάπτυξης.
Κάποιες από τις διαταραχές, όπως το σύνδρομο του εύθραυστου Χ έχουν παρόμοια συμπτώματα με τις ΔΦΑ: περίπου το 50% των ατόμων με εύθραυστο Χ έχουν συμπτώματα που θυμίζουν αυτισμό. Οι ασθενείς με εύθραυστο Χ έχουν μία μετάλλαξη στο FMR1 γονίδιο που αλλάζει μία σημαντική πρωτεΐνη για τη φυσιολογική λειτουργία τους εγκεφάλου.
Έρευνες σε διδύμους έχουν δείξει ότι η αιτία για την εμφάνιση ΔΦΑ είναι συνήθως γενετική (έως και 80%). Αυτές οι μελέτες αναλύουν διδύμους που έχουν μεγαλώσει μαζί και τουλάχιστον ένα από τα παιδιά πάσχει μία ΔΦΑ. Μονοζυγωτικοί (πανομοιότυποι) δίδυμοι μοιράζονται τις ίδιες γενετικές πληροφορίες, ενώ οι διζυγωτικοί (όχι πανομοιότυποι) δίδυμοι είναι απλά σαν αδέλφια: μοιράζονται περίπου τις μισές γενετικές πληροφορίες, αλλά έχουν βιώσει πολλούς κοινούς περιβαλλοντικούς παράγοντες (π.χ. γονείς και φροντίδα στο σπίτι).
Εάν μία διαταραχή έχει αμιγώς γενετική βάση, θα επηρεάζει πάντα και τους δύο μονοζυγωτικούς διδύμους. Στους διζυγωτικούς διδύμους, εάν ο ένας πάσχει από γενετική διαταραχή, υπάρχει 50% πιθανότητα να πάσχει και ο άλλος. Μελέτες έχουν δείξει ότι εάν ο ένας δίδυμος έχει ΔΦΑ, η πιθανότητα να έχει και ο άλλος είναι περίπου 80% για πανομοιότυπους διδύμους και περίπου 30% για μη πανομοιότυπους. Αυτοί οι αριθμοί συμπεριλαμβάνουν και τη γενετική συνεισφορά και την επίδραση τους περιβάλλοντος που μοιράστηκαν ο δίδυμοι. Από αυτές τις πληροφορίες, η μέση γενετική συνεισφορά για ΔΦΑ έχει υπολογιστεί περίπου 50-80%. Η υπόλοιπη συνεισφορά είναι περιβαλλοντική, έτσι για να αναπτυχθεί ΔΦΑ, συνήθως, το άτομο χρειάζεται και τη γενετική προδιάθεση, αλλά κι ένα περιβαλλοντικό έναυσμα.
με τη συναπτική
πλαστικότητα, που είναι
ζωτικής σημασίας για τη
μάθηση, τη μνήμη, την
αναγνώριση των
συναισθημάτων και τη
χρήση της γλώσσας.
Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά του illuminaut·
πηγή εικόνας: Flickr
Η γενετική έρευνα στις ΔΦΑ εστιάζει στον εντοπισμό των παραλλαγών που συνδέονται με τις ΔΦΑ. Ερευνητές καταγράφουν τους γονότυπους των πασχόντων από ΔΦΑ και των γονιών τους για να προσδιορίσουν τα κληρονομικά πρότυπα ιδιαίτερα υψηλού κινδύνου αλληλόμορφων. Οι συνεργάτες μου κι εγώ, επίσης, συγκρίνουμε το DNA υγιών ατόμων με το DNA ατόμων που έχουν διαγνωστεί με ΔΦΑ.
Ο μελέτες έχουν εντοπίσει αρκετές σπάνιες μεταλλάξεις και απλούς νουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς (ΑΝΠ, όπως είναι γνωστοί, βλέπε πλαίσιο) που συνδέονται με τις ΔΦΑ. Οι γενετιστές έχουν, επίσης, ανακαλύψει ότι στους πάσχοντες από ΔΦΑ οι παραλλαγές αντιγραφής των αριθμών (ΠΑΑ, βλέπε πλαίσιο για γενετικές παραλλαγές) επηρεάζουν τις περιοχές κωδικοποίησης του DNA πιο συχνά από ότι στο γενικό πληθυσμό.
Με την ανάλυση των πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται από αυτά τα γονίδια, έχουμε αποδείξει ότι είναι πολύ σημαντικές για την το μεταβολισμό της ενέργειας, τη σύνθεση των πρωτεϊνών και τη σηματοδότηση των νευρώνων. Φαίνεται ότι αυτές οι παραλλαγές επηρεάζουν την ικανότητα των εγκεφαλικών κυττάρων να δημιουργήσουν και να διατηρήσουν συνδέσεις. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται συναπτική πλαστικότητα, είναι εξαιρετικά σημαντική για τη μάθηση, τη μνήμη, την αναγνώριση συναισθημάτων και τη χρήση της γλώσσας.
Καθένας από εμάς έχει πολλές γενετικές παραλλαγές. Αυτές οι παραλλαγές συμπεριλαμβάνουν απλού νουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς (ΑΝΠ) και παραλλαγές αντιγραφής αριθμών (ΠΑΑ), όπως και σπάνιες μεταλλάξεις που είναι περιορισμένες σε ασθενείς με ΔΦΑ. Οι μεταλλάξεις είναι αλλαγές στο γενετικό κώδικα, συμπεριλαμβανομένων εξαλείψεων και ενθέσεων ή νουκλεοτιδικών αντικαταστάσεων. Οι ΑΝΠ συμβαίνουν όταν ένα απλό νουκλεοτίδιο του DNA είναι διαφορετικό, π.χ. σε μία συγκεκριμένη θέση στο γονιδίωμα, ένα άτομο μπορεί να έχει μία αδενίνη (Α), ενώ ένα άλλο άτομο μπορεί να έχει μία γουανίνη (G) ως νουκλεοτίδιο.
Ο περισσότεροι άνθρωποι έχουν δύο αντίγραφα τους κάθε γονιδίου, ένα από τον κάθε γονιό. Ωστόσο, κάποιοι άνθρωποι έχουν ΠΑΑ: αυτοί οι άνθρωποι μπορεί να έχουν περισσότερα ή λιγότερα από δύο αντίγραφα από κάθε γονίδιο, ή θα μπορούσε να λείπει και μία ολόκληρη αλληλουχία.
Οι ΑΝΠ και οι ΠΑΑ είναι φυσιολογικοί και αρκετά συχνό φαινόμενο (ιδιαίτερα σε μη κωδικοποιημένο DNA) και συνήθως δεν δημιουργούν προβλήματα. Ωστόσο, κάποιες παραλλαγές, εάν βρίσκονται μέσα ή κοντά σε ένα σημαντικό γονίδιο, μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια. Ορισμένες καταστροφικές ΑΝΠ, ΠΑΑ και σπάνιες μεταλλάξεις σχετίζονται με τις ΔΦΑ (εικόνα 3).
Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά του Andreas Chiocchetti
σε καλλιέργεια ιστού. Οι
μεταλλάξεις συνδεδεμένες
με ΔΦΑ φαίνεται να
επηρεάζουν τη δυνατότητα
του εγκεφάλου να
δημιουργεί και να διατηρεί
συνδέσεις
Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά του Gerry Shaw·
Πηγή εικόνας: Wikimedia
Commons
Σήμερα η διάγνωση για τις ΔΦΑ γίνονται μέσα από συνεντεύξεις των γονιών και με παρατήρηση των πασχόντων. Η διάγνωση μπορεί να επηρεαστεί από τους γονείς ή από την προσωπική προκατάληψη τους ψυχιάτρου. Επίσης, είναι μία πολύ χρονοβόρα διαδικασία. Για αυτούς τους λόγους είναι απαραίτητο ένα διαγνωστικό εργαλείο γρήγορο, αντικειμενικό και αξιόπιστο.
Το να γνωρίζουμε ποια γονίδια ή ποιες γενετικές παραλλαγές είναι υπεύθυνες για τις ΔΦΑ μας δίνει τη δυνατότητα να σχεδιάσουμε νέα διαγνωστικά εργαλεία. Το να κατανοήσομε τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται μπορεί επίσης να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών.
Προσωπικά, ο κύριο λόγος που κάνω αυτήν την έρευνα είναι για να εξηγήσω τη βιολογική βάση των ΔΦΑ, τόσο στους πάσχοντες από ΔΦΑ, όσο και στον κόσμο έτσι ώστε να βοηθήσω να μειωθεί το στίγμα που σχετίζεται με την κατάσταση αυτή.
Hadden M (2004) The Curious Incident of the Dog in the Night-Time. London, UK: Random House. ISBN: 9781400032716
Ferguson Bottomer P (2007) So Odd a Mixture: Along the Autistic Spectrum in ‘Pride and Prejudice’. London, UK: Jessica Kingsley. ISBN: 9781843104995
Rich L (2005) Casey’s Wall: A Novel. Bloomington, IN, USA: iUniverse, Inc. ISBN: 9780595378579
Goldacre B (2008) Bad Science. London, UK: Harper Collins. ISBN: 9780007240197
Chiocchetti A et al. (2011) Mutation and expression analyses of the ribosomal protein gene RPL10 in an extended German sample of patients with autism spectrum disorder. American Journal of Medical Genetics Part A 155(6): 1472-1475. doi: 10.1002/ajmg.a.33977
Freitag CM et al. (2010) Genetics of autistic disorders: review and clinical implications. European Child & Adolescent Psychiatry 19(3): 169-178. doi: 10.1007/s00787-009-0076-x
Hallmayer J et al. (2011) Genetic heritability and shared environmental factors among twin pairs with autism. Archives of General Psychiatry 68(11): 1095-1102. doi: 10.1001/archgenpsychiatry.2011.76
Holt R et al. (2010) Linkage and candidate gene studies of autism spectrum disorders in European populations. European Journal of Human Genetics 18(9): 1013-1019. doi: 10.1038/ejhg.2010.69
Leblond CS et al. (2012) Genetic and functional analyses of SHANK2 mutations suggest a multiple hit model of autism spectrum disorders. PLoS Genetics 8(2): e1002521. doi: 10.1371/journal.pgen.1002521
Το PLoS Genetics είναι ένα περιοδικό με ελέυθερη πρόσβαση, οπότε αυτό το άρθρο είναι διαθέσιμο δωρεάν.
Lichtenstein P et al. (2010) The genetics of autism spectrum disorders and related neuropsychiatric disorders in childhood. American Journal of Psychiatry. 167(11): 1357-1363. doi: 10.1176/appi.ajp.2010.10020223
Liu XQ et al. (2008) Genome-wide linkage analyses of quantitative and categorical autism subphenotypes. Biological Psychiatry 64(7): 561-570. doi: 10.1016/j.biopsych.2008.05.023
Pagnamenta AT et al. (2010) Characterization of a family with rare deletions in CNTNAP5 and DOCK4 suggests novel risk loci for autism and dyslexia. Biological Psychiatry 68(4): 320-328. doi: 10.1016/j.biopsych.2010.02.002
Pinto D et al. (2010) Functional impact of global rare copy number variation in autism spectrum disorders. Nature 466(7304): 368-372. doi: 10.1038/nature09146
Download the article free of charge from the Science in School website or subscribe to Nature today.
Weiss LA et al. (2009) A genome-wide linkage and association scan reveals novel loci for autism. Nature 461(7265): 802-808. doi: 10.1038/nature08490
Download the article free of charge from the Science in School website or subscribe to Nature today.