Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο εντόπισαν νέες γενετικές παραλλαγές που συνδέονται με τη διαταραχή του φάσματος του αυτισμού (ASD) χρησιμοποιώντας μια σύγχρονη τεχνολογία ανάλυσης DNA, τη λεγόμενη μακρά αλληλούχιση ολόκληρου γονιδιώματος (long-read whole genome sequencing – LR-WGS).
Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει την ανάγνωση μεγάλων τμημάτων του γονιδιώματος ταυτόχρονα, γεγονός που διευκολύνει τους επιστήμονες να εντοπίζουν νέες γενετικές μεταλλάξεις και να κατανοούν καλύτερα πώς αυτές επηρεάζουν τη λειτουργία των γονιδίων. Σύμφωνα με τους ερευνητές, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους «short-read» αλληλούχισης, η LR-WGS ενίσχυσε σημαντικά την ανακάλυψη διαφορετικών κατηγοριών γενετικών παραλλαγών.
Τα ευρήματα ενδέχεται να ανοίξουν τον δρόμο για πιο ακριβείς γενετικές εξετάσεις και πιθανώς για νέες θεραπείες που θα στοχεύουν συγκεκριμένους γενετικούς μηχανισμούς που εμπλέκονται στον αυτισμό. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Genomics.
Νέα τεχνολογία αποκαλύπτει «κρυφές» γενετικές μεταλλάξεις
Παρά τη σημαντική πρόοδο που έχει γίνει στην κατανόηση της γενετικής του αυτισμού, ένα μεγάλο μέρος της γενετικής του βάσης παραμένει ανεξήγητο. Οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτό το κενό ως «χαμένη κληρονομικότητα» (missing heritability).
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές έδειξαν ότι η τεχνολογία long-read μπορεί να εντοπίσει μεταλλάξεις που παρέμεναν αόρατες όταν χρησιμοποιούνταν οι πιο παραδοσιακές τεχνολογίες αλληλούχισης μικρών τμημάτων DNA. Πρόκειται για μία από τις πρώτες μελέτες που αξιοποιούν αυτή την προσέγγιση σε μεγάλη κλίμακα για τον αυτισμό.
«Οι τεχνολογίες long-read αλλάζουν τα δεδομένα όσον αφορά το εύρος των λειτουργικών πληροφοριών που μπορούμε να αντλήσουμε από μία μόνο αλληλουχία γονιδιώματος», δήλωσε ο κύριος συγγραφέας της μελέτης Jonathan Sebat, καθηγητής Ψυχιατρικής και Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής στη Σχολή Ιατρικής του UC San Diego.
Όπως εξήγησε, «η τεχνολογία αυτή μπορεί να βελτιώσει την κατανόηση της γενετικής βάσης του αυτισμού και άλλων νευροαναπτυξιακών διαταραχών και ενδεχομένως να οδηγήσει στο μέλλον σε καλύτερες διαγνωστικές μεθόδους και πιο στοχευμένες θεραπείες».
Τι έδειξε η μελέτη
Οι ερευνητές ανέλυσαν 267 γονιδιώματα από οικογένειες με άτομα στο φάσμα του αυτισμού και διαπίστωσαν ότι:
- η τεχνολογία LR-WGS αύξησε την ανακάλυψη δομικών γενετικών μεταλλάξεων που διαταράσσουν γονίδια κατά 33% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους
- η ανίχνευση επαναλαμβανόμενων τμημάτων DNA (tandem repeats) αυξήθηκε κατά 38%
- ορισμένες από τις νέες μεταλλάξεις αφορούν πολύπλοκες αναδιατάξεις γονιδίων, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν τη λειτουργία τους και να συμβάλουν στην εμφάνιση αυτισμού
- ο συνδυασμός ανάλυσης γενετικών παραλλαγών με δεδομένα μεθυλίωσης DNA – μικρών χημικών τροποποιήσεων που ρυθμίζουν τη δραστηριότητα των γονιδίων – βοήθησε τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς οι μεταλλάξεις επηρεάζουν τη λειτουργία των γονιδίων
Τι σημαίνουν τα ευρήματα για το μέλλον
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι, αν και η συγκεκριμένη μελέτη είναι η μεγαλύτερη του είδους της μέχρι σήμερα, απαιτούνται ακόμη μεγαλύτερες μελέτες που θα αναλύσουν περισσότερα γονιδιώματα για να υπολογιστεί με ακρίβεια πόσο μεγάλο μέρος της «χαμένης κληρονομικότητας» μπορεί να εξηγηθεί με τη νέα τεχνολογία.
Ο Sebat εκτιμά ότι η χρήση της LR-WGS θα μπορούσε να διπλασιάσει το ποσοστό της κληρονομικότητας που εξηγείται από ορισμένες γενετικές παραλλαγές, όπως οι επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA και οι δομικές μεταλλάξεις.
Προς το παρόν, η μελέτη προσφέρει σημαντικές νέες γνώσεις για την γενετική προέλευση του αυτισμού και αναδεικνύει τη δυναμική της τεχνολογίας long-read να αποκαλύπτει πολύπλοκες γενετικές παραλλαγές και τις λειτουργικές τους συνέπειες μέσα από μία μόνο γενετική εξέταση.