Kod većine ljudi, svaka ćelija u njihovom telu sadrži iste genetske informacije. Međutim, ponekad ljudi mogu imati dva ili više genetski različitih skupova ćelija. Ovo se obično dešava tokom fetalnog razvoja i poznato je kao mozaicizam. Ponekad jedna od tih grupa ćelija ima genetske promene koje mogu izazvati bolesti ili poremećaje.
Neurolozi, neurohirurzi i stručnjaci za genomiku zajedno su radili na testiranju mozaicizma u moždanim tkivima reseciranim tokom operacije epilepsije. Istraživanja su pokazala da mozaicizam u mozgu značajno doprinosi epilepsiji.
U novoj studiji, nedavno objavljenoj u Nature Genetics, istraživači iz Nationvide Children’s Hospital opisuju alternativno poreklo mozaicizma u mozgu kod neke dece sa fokalnom epilepsijom.
„Oko 1 od svakih 26 ljudi će imati epilepsiju u nekom trenutku svog života. Uzroci su neverovatno raznoliki i misterija za više od polovine ljudi sa epilepsijom“, kaže Adam Ostendorf, MD, pedijatrijski neurolog i autor studija.
Oko trećine dece sa epilepsijom ima napade otporne na lekove koji u velikoj meri utiču na njihov kvalitet života, bezbednost i razvojne ishode. „Bili smo motivisani da proučavamo genetske uzroke epilepsije otporne na lekove kako bi buduća istraživanja mogla da razviju efikasnije tretmane“, kaže dr Trejsi Bedrosijan, viši autor rada i glavni istraživač u Steve and Cindi Rasmussen. Institut za genomsku medicinu u Nationvide Children’s Hospital.
Istraživači su izvršili genetsku analizu moždanog tkiva, krvi i bukalnih (epitelnih) ćelija. Uzorci tkiva bili su od šest pacijenata, starosti od 2 meseca do 7 meseci, koji su bili podvrgnuti operaciji epilepsije. Uzorci mozga su pokazali da neke ćelije u moždanom tkivu (uključujući astrocite) imaju dodatne kopije hromozoma 1k u poređenju sa normalnim tkivom. Krvne i bukalne ćelije nisu imale ćelije sa dodatnim kopijama.
Posebno, astrociti koji nose dodatni 1k pokazali su različite potpise ekspresije gena i histopatološke razlike kao što su hijalinske inkluzije. Ovi dokazi podržavaju povezanost povećanja hromozoma 1k sa inkluzijama astrocita kod epilepsije.
„Sa praktičnog stanovišta, u neurohirurškim slučajevima fokalne epilepsije gde vidimo određene histopatološke znakove, naime hijalinske astrocitne inkluzije, možemo posumnjati da je osnovna genetska etiologija povećanje hromozoma 1k“, kaže dr Bedrosian, koji je takođe docent pedijatrije. na Medicinskom koledžu Državnog univerziteta u Ohaju.
Ali ta etiologija nije bila jedini nalaz u studiji.
„Iznenađujući nalaz je bio da je genetska promena (dobitak hromozoma 1k) nasleđena kod nekih pacijenata, iako je pronađena samo u mozaičnom obrascu unutar moždanog tkiva“, dodaje dr Bedrosijan. „Ovo otkriće je bilo slučajno zapažanje koje nas je dovelo do otkrića novog mehanizma mozaicizma u mozgu.“
Analiza je pokazala da su kod pet od šest pacijenata dodatne kopije hromozoma poreklom od majke – to jest, bile su prisutne kao rezultat greške u mejotičkim podelama koje su formirale jaje. Analiza pokazuje da je ova greška ispravljena (spašena) mehanizmima popravke ćelija tokom embrionalnog ili fetalnog razvoja u većini tkiva (krv i bukalni), ali ne u svim moždanim ćelijama.
Ketrin Miler, dr, prvi autor studije i glavni istraživač u Institutu za genomsku medicinu, primećuje jedinstvenost nalaza.
„Uspeli smo da genetski analiziramo krv majki i zatim potvrdimo da je dodatni hromozomski materijal zapravo nasleđen, što ukazuje na složeni genetski fenomen koji je rezultirao somatskim mozaicizmom“, kaže dr Miler.
Obično se očekuje da je mozaicizam rezultat promena genetskog materijala tokom fetalnog razvoja. Međutim, ovi podaci pokazuju alternativni mehanizam hromozomskog mozaicizma mozga – gde je povećanje broja kopija nasleđeno kao rezultat mejotičke greške. Tokom fetalnog razvoja, ovi dobici u broju kopija su korigovani u drugim ćelijskim linijama, čineći povećanje broja kopija neprimetnim u krvi i bukalnim ćelijama.
„Ovaj rad je neverovatno uzbudljiv iz dva razloga“, kaže dr Ostendorf. „Prvo, povezuje nedavno identifikovani uzrok sa nalazom patologije, unapređujući naše razumevanje kako povećanje 1k izaziva neumoljive napade. Drugo, otvara vrata novim mehanizmima kako na moždano tkivo mogu uticati genetski problemi drugačije nego na ostatak Sada moramo da preispitamo kako gledamo na genetske uzroke epilepsije.“
„Prepoznavanje mejotskog porekla za mozaicizam je takođe važno za genetsko savetovanje i rizik od ponovnog pojavljivanja“, kaže dr Bedrosijan. „Ako je povećanje hromozoma u dodatnim tkivima, pacijenti se mogu suočiti sa povećanim rizikom od karcinoma. Pored toga, to može uticati i na buduće trudnoće majke.“
