كيف يمكن تفسير خطر الإصابة باضطراب طيف التوحد؟

قام الباحثون في مركز RIKEN لعلوم الدماغ (CBS) بفحص وراثة اضطراب طيف التوحد (ASD) من خلال تحليل الطفرات في جينومات الأفراد وعائلاتهم.

واكتشف الباحثون أن نوعًا خاصًا من الطفرات الجينية يعمل بشكل مختلف عن الطفرات النموذجية في كيفية مساهمته في هذه الحالة، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

في جوهر الأمر، بسبب البنية ثلاثية الأبعاد للجينوم، فإن الطفرات قادرة على التأثير على الجينات المجاورة المرتبطة باضطراب طيف التوحد، مما يفسر سبب حدوث اضطراب طيف التوحد حتى بدون حدوث طفرات مباشرة في الجينات المرتبطة باضطراب طيف https://seha24.net/17104

.

ظهرت هذه الدراسة في مجلة Cell Genomics.

اضطراب طيف التوحد

اضطراب طيف التوحد هو مجموعة من الحالات التي تتميز جزئيًا بسلوكيات متكررة وصعوبات في التفاعل الاجتماعي.

على الرغم من أنه ينتقل في عائلات، إلا أن علم الوراثة الخاص به معقد ولا يزال مفهومًا جزئيًا فقط.

وقد أظهرت الدراسات أن الدرجة العالية من الوراثة لا يمكن تفسيرها بمجرد النظر إلى جزء الجينوم الذي يرمز للبروتينات.

بدلًا من ذلك، يمكن أن تكمن الإجابة في المناطق غير المشفرة في الجينوم، خاصة في المحفزات، وهي أجزاء الجينوم التي تتحكم في النهاية في إنتاج البروتينات بالفعل أم لا.

قام الفريق بقيادة أتسوشي تاكاتا في RIKEN CBS بفحص المتغيرات الجينية «de novo» - وهي طفرات جديدة غير موروثة من الوالدين - في هذه الأجزاء من الجينوم.

حلل الباحثون مجموعة بيانات واسعة النطاق لأكثر من 5000 عائلة، مما يجعلها واحدة من أكبر الدراسات على مستوى الجينوم في العالم حول اضطراب طيف التوحد حتى الآن، وركزوا على TADs، وهي هياكل ثلاثية الأبعاد في الجينوم تسمح بالتفاعلات بين الجينات القريبة المختلفة وعناصرها التنظيمية.

ووجد الباحثون أن طفرات دي نوفو في المروجين تزيد من خطر الإصابة باضطراب طيف التوحد فقط عندما يكون المروجين موجودين في TADs التي تحتوي على جينات مرتبطة باضطراب طيف التوحد، ونظرًا لأنها قريبة وفي نفس TAD، يمكن أن تؤثر طفرات دي نوفو هذه على التعبير عن الجينات المرتبطة باضطراب طيف التوحد.

وبهذه الطريقة، تشرح الدراسة الجديدة لماذا يمكن للطفرات أن تزيد من خطر الإصابة باضطراب طيف التوحد حتى عندما لا تكون موجودة في مناطق ترميز البروتين أو في المحفزات التي تتحكم بشكل مباشر في التعبير عن الجينات المرتبطة باضطراب طيف التوحد.

يقول تاكاتا: «كان اكتشافنا الأكثر أهمية هو أن طفرات دي نوفو في المناطق المحفزة للـ TADs التي تحتوي على جينات ASD المعروفة ترتبط بمخاطر اضطراب طيف التوحد، ومن المحتمل أن يتم ذلك من خلال التفاعلات في البنية ثلاثية الأبعاد للجينوم».

ولتأكيد ذلك، قام الباحثون بتحرير الحمض النووي للخلايا الجذعية باستخدام نظام كريسبر/كاس9، مما أدى إلى حدوث طفرات في محفزات محددة.

كما هو متوقع، لاحظوا أن تغييرًا جينيًا واحدًا في المروج تسبب في حدوث تغييرات في الجين المرتبط بـ ASD داخل نفس TAD.

ونظرًا لأن العديد من الجينات المرتبطة باضطراب طيف التوحد والنمو العصبي تأثرت أيضًا في الخلايا الجذعية الطافرة، فإن تاكاتا يشبه العملية بـ«تأثير الفراشة» الجينومي حيث تعمل طفرة واحدة على خلل تنظيم الجينات المرتبطة بالمرض والمنتشرة في مناطق بعيدة من الجينوم.

ويعتقد تاكاتا أن هذه النتيجة لها آثار على تطوير استراتيجيات تشخيصية وعلاجية جديدة.

يوضح تاكاتا: «على الأقل، عند تقييم خطر إصابة الفرد باضطراب طيف التوحد، نعلم الآن أننا بحاجة إلى النظر إلى ما هو أبعد من الجينات المرتبطة باضطراب طيف التوحد عند إجراء تقييم المخاطر الجينية، والتركيز على TADs الكاملة التي تحتوي على جينات مرتبطة باضطراب طيف التوحد».

وأضاف: «علاوة على ذلك، فإن التدخل الذي يصحح التفاعلات الشاذة بين المروج والمعزز الناجم عن طفرة المروج قد يكون له أيضًا تأثيرات علاجية على اضطراب طيف التوحد».

يعد إجراء المزيد من الأبحاث التي تشمل المزيد من العائلات والمرضى أمرًا ضروريًا لفهم الجذور الوراثية لاضطراب طيف التوحد بشكل أفضل.

يقول تاكاتا: «من خلال توسيع أبحاثنا، سوف نكتسب فهمًا أفضل للهندسة الوراثية وبيولوجيا اضطراب طيف التوحد، مما يؤدي إلى الإدارة السريرية التي تعزز رفاهية الأفراد المصابين وأسرهم والمجتمع».