В крупнейшем исследовании такого рода учеными из Института Велкома Сэнгера и их сотрудниками из региональных генетических служб Национальной службы здравоохранения США были обнаружены генетические изменения, вызывающие нарушения развития нервной системы. Исследование почти 8000 семей, опубликованное сегодня (21 марта) в журнале Nature, впервые обнаружило, что мутации вне генов могут вызывать редкие нарушения развития центральной нервной системы.
Исследование является позитивным шагом в направлении объяснения детям с недиагностированными нарушениями психического развития.
Каждый год в Великобритании тысячи детей рождаются с ошибками в ДНК, что означает, что они не развиваются нормально. Эти генетические изменения или мутации могут привести к таким состояниям, как умственная отсталость, эпилепсия, аутизм или пороки сердца.
Из-за своей редкости многие из этих нарушений развития остаются невыявленными. В 2010 году было проведено исследование Deciphering Developmental Disorders (DDD) для поиска диагнозов детям с неизвестными пороками развития с помощью геномики.
На данный момент около одной трети из более чем 13000 детей, участвовавших в исследовании DDD, были диагностированы, но две трети семей до сих пор не имеют ответов.
В последнем исследовании исследователи изучали генетические нарушения центральной нервной системы, такие как дисфункция головного мозга, связанная с развитием, которая может привести к нарушению обучения и речи.
Команда изучила геномы почти 8000 троек детей и родителей, сосредоточив внимание на генах, которые кодируют белки, а также на некодирующих частях генома, которые контролируют включение и выключение генов, известных как регуляторные элементы.
Исследователи обнаружили, что мутации вне генов, в регуляторных элементах, могут вызывать эти нарушения нервного развития. Эти регуляторные элементы очень хорошо сохранялись на протяжении истории эволюции млекопитающих, что позволяет предположить, что они играют решающую роль в раннем развитии мозга.
Патрик Шорт, первый автор из института Wellcome Sanger, сказал: "Впервые мы смогли сказать, у скольких детей с тяжелыми нарушениями психического развития наблюдаются разрушительные генетические изменения в частях генома, называемых регуляторными элементами. Из примерно 8000 семей, которые мы изучили, до 140 детей могут иметь именно эти мутации, которые ответственны за их состояние. Мы приближаемся к тому, чтобы поставить диагноз этим семьям."
Чтобы понять механизм, с помощью которого эти мутации могут вызывать нарушения развития нервной системы, мутировавшие регуляторные элементы должны быть связаны с генами, на которые они нацелены. Это может быть сложно, поскольку гены и элементы, регулирующие их экспрессию, часто расположены далеко друг от друга в геноме.
Доктор Мэтью Хёрлз, руководитель исследования DDD и ведущий автор из института Wellcome Sanger, сказал: "Чтобы иметь возможность поставить генетический диагноз этим детям с нарушениями нервного развития, мы должны сначала связать отдельные регуляторные элементы с конкретными нарушениями. Частично это станет возможным благодаря привлечению к нашим исследованиям большего числа семей. Данные проекта NHS 100000 Genomes Project, предоставляемого Genomics England, могут иметь решающее значение для предоставления дополнительных доказательств, которые позволят нам определить эти расстройства с достаточной точностью, чтобы можно было поставить диагноз."
Профессор Аннеке Лукассен, председатель Британского общества генетической медицины, сказала: "Это исследование является многообещающим шагом на пути к ответам, которые семьи искали в течение многих лет. После того, как эти семьи получат диагноз, они смогут принимать решения о вариантах лечения для своего ребенка и строить планы на будущее для своей семьи."