Chromosomy, rodzaje trisomii, dziedziczność i zespół Downa
Zespół Downa jest spowodowany przez dodatkową liczbę chromosomów 21, ale co to naprawdę oznacza? Co powoduje dodatkowy chromosom? Zespół Can Down może być dziedziczony? Aby naprawdę zrozumieć, co powoduje zespół Downa, musisz dokładnie zrozumieć, czym są chromosomy i co robią. Zrozumienie genetyki zespołu Downa jest wyzwaniem, jednak poświęcenie czasu na przetrawienie tej informacji może uspokoić zarówno przyszłych rodziców, którzy mają obawy w czasie ciąży, jak i rodziców mających dziecko z zespołem Downa, którzy zadają sobie to trudne pytanie: "Czemu?"
Zrozumienie genetyki
Pakiety informacji genetycznych
Najprostszym sposobem myślenia o chromosomach jest pakiet informacji genetycznych. Ciało ludzkie składa się ze wszystkich różnych typów komórek, a wewnątrz każdej z tych komórek, w jądrze, są nasze geny. Geny są jednostkami dziedziczenia przekazywanymi z pokolenia na pokolenie. Znajdują się one w każdej komórce naszego ciała i zapewniają instrukcje dla każdej struktury i funkcji naszego ciała. Ludzie mają około 25 000 różnych genów. Zamiast wszystkich 25 000 odbijania się wewnątrz komórek osobno, nasze geny znajdują się lub pakują na chromosomach raczej jak perły na naszyjniku.
Geny
Geny składają się z DNA, który jest cząsteczką składającą się z czterech różnych substancji chemicznych zwanych zasadami, które zazwyczaj określa się za pomocą ich inicjałów -A dla adeniny, T dla tyminy, G dla guaniny i C dla cytozyny. Te 4 zasady składają się na "kod genetyczny" - rodzaj alfabetu dziedzicznego.
Geny składają się z małych odcinków DNA, a te geny znajdują się na chromosomach. Jeśli myślisz o zasadach jako alfabecie, wtedy geny można uważać za zdania. Każde zdanie (lub gen) dostarcza określonej instrukcji dla naszych ciał. Jedna para genów może powiedzieć, jaki kolor będą miały nasze oczy, podczas gdy inna kombinacja genów może powiedzieć, jak mały powinien być nasz mały palec!
Kiedy naukowcy chcą odnieść się do wszystkich naszych genów razem, nazywają to "genomem".
Chromosomy
Chromosomy, a także znajdujące się na nich geny, występują w parach. Ludzie mają w sumie 46 chromosomów ułożonych w 23 pary. Pierwsze 22 pary chromosomów są nazywane " autosomami " i są ponumerowane od 1 do 22, od największego do najmniejszego. 23. para nazywa się " chromosomami płciowymi " i składa się z X i Y u mężczyzn i dwóch chromosomów X u kobiet. Chromosomy można zobaczyć pod mikroskopem, ale poszczególne zlokalizowane na nich geny nie mogą. Test, który pozwala na wizualizację (i policzenie) chromosomów, jest testem kariotypu ,
Trisomia
Większość ludzi ma 46 chromosomów lub 23 pary chromosomów. Osoby z zespołem Downa mają dodatkową liczbę 21 chromosomów w sumie 47 chromosomów. Ten stan jest również nazywany " Trisomią 21 ". Trisomia pochodzi od łacińskiego słowa "tri", co oznacza trzy i "niektóre", co oznacza ciało i odnosi się do chromosomów. Ludzie z trisomią 21 mają trzy ciała 21 lub trzy chromosomy 21.
Ponieważ chromosomy są pakietami informacji genetycznej i zawierają wszystkie nasze geny lub instrukcje, osoby z zespołem Downa faktycznie mają trzy kopie wszystkich genów zlokalizowanych na chromosomie 21.
Szacuje się, że na chromosomie 21. znajduje się 400 genów. Więc ludzie z zespołem Downa mają 400 dodatkowych instrukcji. Posiadanie dodatkowych instrukcji brzmi, jak powinno być dobrze, w rzeczywistości jest jak dodawanie do receptury dodatkowych składników. Nadal będziesz otrzymywać te same podstawowe potrawy (ludzkie ciało), ale forma i funkcja będą inne.
Oprócz trisomii 21 istnieją inne ludzkie trisomie . Zespół Downa lub trisomia 21 jest najczęstszą autosomalną trisomią, ale niemowlęta z trisomią 13 (zespół Patau) i trisomią 18 (zespół Edwarda) mogą również czasami przeżyć ciążę. Średnia długość życia dzieci z tymi innymi trisomiami jest niska w stosunku do zespołu Downa.
Ciąże z trisomią 15, 16 i 22 zwykle kończą się poronieniem. Trisomie w innych chromosomach są rzadko spotykane i zazwyczaj kończą się poronieniami bardzo wczesnej ciąży, zanim możliwa będzie ocena.
Trisomie płciowe chromosomów obejmujące chromosomy X i Y są dość powszechne, na przykład szacuje się, że zespół Klinefeltera (XXY) dotyczy 1 na 1000 mężczyzn.
W przeciwieństwie do trisomii, niektóre nieprawidłowości chromosomowe u dzieci wynikają z mniejszej liczby chromosomów, "monosomii". Przykładem jest zespół Turnera, w którym brakuje jednego chromosomu płciowego, 45 X0 lub monosomii X.
Przyczyny trisomii
Trisomia dla określonego chromosomu jest wynikiem błędnego podziału nasienia lub jajeczka przed poczęciem. Zwykle chromosomy ustawiają się w linii i są równomiernie rozdzielone podczas dzielenia. W przypadku trisomii oba chromosomy przechodzą do jednego jajka, więc w połączeniu z plemnikiem (gdy jajo i plemniki jednoczą się), są trzy.
Nie ma absolutnie nic, co ktoś mógłby zrobić, aby zapobiec trisomii i nie ma nic, co ktoś mógłby zrobić, aby spowodować trisomię. Jest to przypadkowe zdarzenie, które ma miejsce przed poczęciem (w całkowitej trisomii) w jajku lub plemniku. Nie wiemy, co powoduje trisomię, choć wiemy o pewnych czynnikach ryzyka, które zwiększają ryzyko takiego zdarzenia.
Rodzaje Trisomy 21
Istnieją trzy różne rodzaje trisomii 21:
Complete Trisomy 21 - Complete trisomy 21 odpowiada za około 95 procent zespołu Downa. Jak zauważono powyżej, kiedy chromosomy ustawiają się w linii podziału (aby utworzyć jaja lub plemniki w procesie zwanym mejozą), zamiast dwóch oddzielania chromosomów, aby przejść do różnych jaj, oba chromosomy przechodzą do jednego jajka i żadne chromosomy nie przechodzą do drugiego. Nazywa się to niedysjunkcją.
Translokacja Trisomy 21 - Trisomia translokacyjna 21 występuje u około 4% dzieci z zespołem Downa. W translokacji znajdują się dwie kopie chromosomu 21, ale dodatkowy materiał z trzeciego 21 chromosomu jest przyłączony (przeniesiony do) innego chromosomu. Ten typ zespołu Downa może wystąpić przed lub po poczęciu i jest formą, która może być czasami przekazywana (dziedziczona).
Mozaika Trisomia 21 - Najrzadziej spotykana z zespołem Downa, syndrom mozaiki Downa występuje wtedy, gdy tylko niektóre komórki mają dodatkową kopię chromosomu 21. Ta forma trisomii występuje po poczęciu, ale nie wiadomo, dlaczego występuje. Podczas gdy osoby z pełną trisomią 21 i translokacją 21 są podobne, mozaika trisomiczna 21 zmienia się w zależności od liczby komórek, które mają dodatkowy chromosom.
Zespół Can Down może być dziedziczony?
Ogólnie zespół Downa nie jest "dziedziczny", ale może być przekazywany z rodziców na dzieci z trisomią translokacyjną 21 (co stanowi około czterech procent osób z zespołem Downa.) W około jednej trzeciej osób z trisomią translokacji 21, trisomia (dwa chromosomy 21 plus dodatkowy materiał chromosomu 21 przyłączony do innego chromosomu) są dziedziczone po rodzicu, ryzyko dla osoby z tranzytową trisomią 21, która przechodzi na stan dziecka wynosi około 10 do 15 procent dla kobiet i 3 procent dla mężczyzn.
Ponieważ trisomia translokacyjna 21 dotyczy tylko około 4 procent osób z zespołem Downa, mniej niż jeden procent przypadków byłby uznawany za dziedziczny.
Jeśli dziecko lub dorosły z zespołem Downa zajdzie w ciążę, ryzyko zespołu Downa lub innych zaburzeń rozwojowych u dziecka wynosi od 35 do 50 procent. Ponieważ wiele osób z zespołem Downa może prowadzić bardzo dobrze funkcjonujący tryb życia, a także doświadczać miłości i związków tak samo jak osoby bez zespołu Downa, jest to ryzyko, które należy rozważyć w odniesieniu do korzyści dla przyszłych rodziców w przemyślany sposób. Około 50 procent kobiet z zespołem Downa jest w stanie zajść w ciążę.
Czynniki ryzyka
Większość rodziców, którzy mają dziecko z zespołem Downa, nie ma żadnych znanych czynników ryzyka. Ważne jest również, aby pamiętać, że do tej pory nie istnieją czynniki ryzyka związane ze stylem życia i środowiskiem dla zespołu Downa . Innymi słowy, z wyjątkiem wzrostu z wiekiem matki (i nadal większość kobiet, które mają dzieci z zespołem Downa są młode), nic nie może pomóc w przewidywaniu lub zapobieganiu posiadania dziecka z zespołem Downa.
Wiek matki i zespół Downa Ryzyko
Podczas gdy u osób w każdym wieku mogą wystąpić trisomie, istnieje związek między wiekiem matki a szansą urodzenia dziecka z trisomią. Stowarzyszenie to po prostu naukowe określenie łącza. Stowarzyszenie nie jest przyczyną. Jest to ważna kwestia, ponieważ ludzie często błędnie wierzą, że wiek matki powoduje zespół Downa. To nie jest prawda. Nie wiemy, co powoduje trisomie. Po prostu wiemy, że wraz z wiekiem kobiety wzrasta ryzyko ciąży z trisomią.
Chociaż istnieje związek między wiekiem matki a występowaniem trisomii, większość dzieci z zespołem Downa rodzi się u matek w wieku poniżej 35 lat. Wynika to z faktu, że znacznie więcej młodszych kobiet rodzi dzieci. W rzeczywistości 80 procent dzieci urodzonych z zespołem Downa rodzi się u kobiet w wieku poniżej 35 lat, a średni wiek matki dziecka z zespołem Downa wynosi 28 lat. Ogólnie prawdopodobieństwo, że kobieta poniżej 30 roku życia urodzi dziecko z zespołem Downa, jest mniejsze niż 1: 1000. Ryzyko wzrasta wraz z wiekiem kobiety, z częstością około 1: 112 w wieku 40 lat. Jednak nadal jest to mniej niż jeden procent kobiet, które zaszły w ciążę w wieku 40 lat.
Dostępny jest wykres porównujący ryzyko związane z wiekiem matki i zespołem Downa, ale ważne jest, aby przestrzec kobiety przed obejrzeniem tego wykresu. Pamiętaj, że ogromna większość kobiet w wieku powyżej 35 lat ma dzieci bez zespołu Downa.
Niektóre kobiety w wieku powyżej 35 lat (lub z innymi czynnikami ryzyka) mogą zdecydować się na amniopunkcja w celu zbadania zespołu Downa lub innych badań prenatalnych. Decyzja o przeprowadzeniu tych badań jest bardzo osobista i powinna być podjęta z pomocą poradnictwa genetycznego. American College of Obstetrics and Gynecology zaleca wszystkim kobietom przeprowadzenie badań prenatalnych w kierunku zespołu Downa. Niektóre kobiety wolą przeprowadzać te testy zarówno w celu zapewnienia sobie bezpieczeństwa, jak i zdolności do planowania z wyprzedzeniem, podczas gdy istnieją wyraźne powody, dla których kobiety również nie decydują się na testowanie prenatalne.
Ryzyko zespołu wieku ojcowskiego i zespołu Downa
Szacuje się, że dodatkowy chromosom w zespole Downa pochodzi od matki przez większość czasu i od ojca (plemniki) tylko cztery procent czasu. Podczas gdy zaawansowany wiek matki jest skorelowany z ryzykiem zespołu Downa, to samo nie dotyczy zaawansowania wieku ojcowskiego, po prostu ze względu na fakt, że jaja starzeją się, ale plemniki są stale wytwarzane, tak że zwykle mają zaledwie kilka tygodni. Istnieją jednak schorzenia genetyczne inne niż zespół Downa związane z zaawansowanym wiekiem ojcowskim, takie jak achondroplazja (karłowatość) i zespół Marfana.
Badania i przyszłość
Rozmawiając o Projekcie Ludzkiego Genomu i terapii genowej rodzice zadali bardzo dobre pytanie: "Dlaczego nie można zastosować terapii genowej w celu naprawienia nieprawidłowości genetycznej w zespole Downa?" Niestety, nasze zrozumienie genetyki jeszcze nie istnieje. Jaka terapia genowa może być pomocna z co najmniej w bliskiej przyszłości, pracuje z anomaliami pojedynczego genu. Stan spowodowany przez więcej niż jeden gen, nie mówiąc już o całym chromosomie byłby trudny do leczenia za pomocą terapii genowej. Badacze przyglądają się zatem temu, co może być możliwe dzięki epigenetyce inżynierii epigenetycznej, która jest polem, który bada ekspresję (objawy kliniczne) genów, a nie samych genów.
To powiedziawszy, zarządzanie dziećmi urodzonymi z zespołem Downa radykalnie poprawiło się w ciągu ostatnich kilku dekad.
Dolna linia
Najważniejsze jest to, że wiemy, że istnieje związek lub związek między wiekiem matki a ryzykiem posiadania dziecka z trisomią, taką jak zespół Downa, ale nikt nie zna konkretnej przyczyny trisomie.
Źródła:
Dekker, A., De Deyn, P. i M. Rots. Epigenetyka: Zaniedbany klucz do minimalizacji uczenia się i deficyty pamięci w zespole Downa. Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 2914. 45: 72-84.
Mentis, A., Epigenomic Engineering for Down Synrome. Neuroscience and Biobehavioral Reviews . 2016. 71: 323-327.