Врачи уже много лет знают, что у пациентов с синдромом ломкой Х-хромосомы, наиболее распространенной формой наследственной умственной отсталости, часто также диагностируется аутизм. Но мало что было известно о том, как связаны эти два диагноза.
В результате совместных исследований Медицинского центра Университета Дьюка и Университета Рокфеллера удалось установить точный генетический след, который связывает эти два фактора. Результаты, опубликованные в декабре в журнале Nature. 12, 2012, указать путь к новому генетическому тестированию, которое могло бы более точно диагностировать и классифицировать спектр расстройств, связанных с аутизмом.
Синдром ломкой Х-хромосомы – наиболее изученная причина аутизма, связанная с одним геном. Это происходит из-за дефектов небольшой части генетического кода белка, который исследователи назвали хрупким белком умственной отсталости X, или FMRP.
Обычно FMRP играет важную роль в контроле производства других белков в головном мозге и других органах. Он делает это путем поиска определенных генетических паттернов, расположенных в сообщениях, кодирующих белки. Когда он обнаруживает эти генетические флаги, он прикрепляется к ним и, наряду с другими сигналами, контролирует, где и когда производится белок.
При синдроме ломкой Х-хромосомы этот процесс нарушается, потому что дефект гена приводит к тому, что организм вырабатывает слишком мало белка FMRP, а в некоторых случаях вообще не производит его. В результате дополнительные белки, которые он обычно регулирует, производятся не в том месте и в неподходящее время. До сих пор мало что было известно о том, как этот процесс работает у людей с аутизмом.
Используя сочетание лабораторных экспериментов и передовой биоинформатики, исследовательская группа во главе с Томасом Тушлем, доктором наук, исследователем из Медицинского института Говарда Хьюза в Университете Рокфеллера, и Уве Олером, доктором философии, доцентом биостатистики и биоинформатики в Институте генома Дьюка. Наук & Политика определила как генетические флаги, которые ищет FMRP, так и гены, на которые он нацелен.
Исследователи обнаружили, что FMRP напрямую контролирует как минимум 93 гена, которые были независимо связаны с аутизмом, а также синдромы Ангельмана, Прадера-Вилли, Ретта и другие неврологические синдромы, которые имеют общие черты с аутизмом.
Дополнительное исследование с использованием модели синдрома ломкой Х-хромосомы на мышах показало, что у животных наблюдалась аномальная выработка белка не только в головном мозге, но и в яичниках. Результаты подтвердили, что отсутствие белка FMRP вызывает недостаточность яичников, которая часто встречается у женщин с синдромом ломкой Х-хромосомы.
"Теперь мы знаем не только, какие гены связаны с FMRP, но и можем точно определить, где они взаимодействуют," сказал Олер. "В будущем это открытие может привести к более подробным генетическим тестам, которые будут учитывать тонкие способы включения и выключения генов."
Врачи, работающие с пациентами с хрупкой Х-хромосомой, знают, что способности и проблемы каждого пациента уникальны. Некоторые люди почти не имеют инвалидности, в то время как другие имеют более серьезные физические и умственные нарушения. Примерно от 2 до 6 процентов детей с аутизмом также имеют диагноз «ломкий X-хромосом», и около одной трети пациентов с ломким X-синдромом также соответствуют критериям аутизма.
Новое открытие должно позволить исследователям изучить общие молекулярные пути, ведущие ко всем формам аутизма. Выявление этих путей может также привести к более целенаправленному лечению как хрупкой x, так и аутизма.
"Теперь мы можем искать изменения в сайтах связывания FMRP генов, чтобы определить потенциальные новые генетические связи с расстройствами аутистического спектра," сказал Ниланджан Мукерджи, ученый, получивший докторскую степень от Герцога, который участвовал в исследовании.