12 nowych genów powodujących choroby rozwojowe

Nowy projekt ma na celu przeanalizowanie danych pobranych od 12 000 rodzin. Opublikowano pierwsze wyniki międzynarodowego projektu, który ma na celu zbadanie genetycznych podstaw wielu rzadkich chorób. Udało się zidentyfikować 12 nowych genów. Największy na świecie międzynarodowy projekt DDD, który zajmuje się sekwencjonowaniem genomów i porównywaniem ich w aspekcie klinicznej przydatności do diagnozowania wielu chorób, przebadał ponad tysiąc dzieci w celu znalezienia genów odpowiedzialnych za różne choroby, w tym za niepełnosprawność intelektualną i wrodzone wady serca.

DDD przeanalizował wszystkie 20 000 genów u każdego z 1133 dzieci, które cierpiały na różne choroby – tak rzadkie i tak słabo scharakteryzowane, że z pomocą standardowych testów diagnostycznych nie mogły zostać zidentyfikowane. Diagnostyka za pomocą sekwencjonowania DNA sprawia, że rodzicie takich dzieci będą mogli uzyskać wsparcie, a także informacje o molekularnych podstawach tych chorób, co jest kluczowym punktem przy szukaniu odpowiedniej terapii.

Projekt DDD pracuje, aby zebrać wspólnie kliniczne informacje z baz danych o wszystkich wariantach genów, które występują w genomach różnych pacjentów. Jeśli pacjenci, u których zaobserwowano podobne objawy jakiejś choroby mają podobne warianty w pewnych genach – pozwoli to zawęzić poszukiwania do konkretnych mutacji w konkretnych genach. Stanowi to jednakże spore wyzwanie, zwłaszcza w przypadku, gdy dana mutacja występuje z częstością jeden na 15 milionów. W przypadku projektu DDD może się to udać – z pomocą międzynarodowej sieci chronionych danych będzie możliwe znalezienie i porównanie genu wywołującego rzadkie schorzenie, tak jak w przypadku 4 z 12 nowo odkrytych genów, gdzie identyczne objawy i te same mutacje występowały u dwóch lub więcej dzieci niespokrewnionych ze sobą i oddzielonych od siebie o setki mil.

„Realizacja projektu nie byłaby możliwa bez międzynarodowego osiągnięcia UK National Health Service, którzy pozwoli nam połączyć wiele rodzin, które żyły setki mil od siebie, ale których dzieci dzieliły takie same mutacje i bardzo podobne objawy”- powiedziała dr Helen Firth – jedna z badaczek prowadzących badania dla projektu DDD. 

Przykładem może być historia dwóch niespokrewnionych ze sobą dzieci, obydwoje z identyczną mutacją w genie PCGF2, który jest zaangażowany w regulację genów podczas rozwoju embrionalnego. Oboje wykazywali bardzo podobne symptomy chorobowe oraz cechy budowy twarzy. Dzięki temu powstał nowy, odrębny dymorficzny zespół.

Wszystkie nowo odkryte choroby rozwojowe były wywoływane przed nowe mutacje, które obecne są w genomie dzieci, ale nie występują w genomach rodziców.
Pierwotnie projekt DDD skupiał się na zastosowaniu technologii macierzy do obrazowania delecji i duplikacji genów, które powodowały choroby. Jednakże taka strategia pozwoliła badaczom na zdiagnozowanie zaledwie 5% pacjentów. Ulepszenie technologii sekwencjonowania pozwoliło DDD na użycie genomowego sekwencjonowania „eksomowego”, które analizuje wszystkie geny kodujące białka i wszystkie ich warianty.

„Badania te pokazały, że zaangażowanie Rządu w sekwencjonowanie 100000 genomów może stworzyć silną bazę danych – co robi wielką różnicę w badaniach genetycznych, a także w diagnostyce klinicznej i leczeniu” – powiedział profesor Mark Caulfield z Genomics England. 

Projekt DDD wystartował w 2010 roku i docelowo ma przeanalizować dane pobrane z 12 000 rodzin. Do tej pory przeanalizowano szczegółowo 10 % rodzin, a już odkryto 12 nowych genów powodujących choroby rozwojowe. Badacze mają nadzieję, że projekt ten będzie inspiracją dla większej liczby klinicznych i naukowych programów na świecie do zbierania danych do baz, co pozwoli odkryć większą liczbę genów powodujących różne choroby. Pomoże to usprawnić diagnostykę na całym świecie.

Źródło: „Large-scale discovery of novel genetic causes of developmental disorders”. Nature, 2014