Credit: CC0 Public Domain

Các nguyên nhân của chứng tự kỷ vẫn còn bí ẩn. Các nhà khoa học đã liên kết chứng rối loạn phổ tự kỷ với một danh sách dài các gen, nhưng hầu hết trẻ em mắc chứng tự kỷ không có lời giải thích nào. Hai nghiên cứu mới bổ sung vào bức tranh, liên quan đến các đột biến chỉ ảnh hưởng đến một phần nhỏ tế bào của trẻ. Được gọi là đột biến khảm, chúng mở ra một con đường mới cho nghiên cứu và cuối cùng có thể trở thành một phần của thử nghiệm chẩn đoán cho trẻ em mắc chứng tự kỷ.

Không giống như đột biến được truyền lại từ cha mẹ, đột biến khảm phát sinh sau khi thụ thai, khi các tế bào gốc đang phân chia trong phôi và DNA đang được sao chép từ tế bào này sang tế bào khác. Một đột biến trong tế bào gốc chỉ được truyền cho các tế bào xuất phát từ đó. Điều này tạo ra một mô hình khảm, đó là cách những đột biến này được đặt tên. Đột biến xảy ra càng sớm thì càng có nhiều tế bào mang nó, đôi khi bao gồm cả các tế bào trong não.

Truy tìm đột biến khảm trong não

Hai nghiên cứu được công bố ngày 11 tháng 1 trên tạp chí Nature Neuroscience, ghi lại hai loại đột biến khảm ở những người mắc chứng tự kỷ. Nghiên cứu đầu tiên, do Tiến sĩ. Rachel Rodin và Christopher Walsh của Bệnh viện Nhi đồng Boston và Tiến sĩ. Yanmei Dou và Peter Park của Trường Y Harvard, đã xem xét các đột biến điểm, ảnh hưởng đến một “chữ cái” duy nhất của mã di truyền.

Các nhà nghiên cứu đã lấy mô não từ 59 người đã qua đời mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ và 15 đối chứng — bộ mẫu lớn nhất từng được nghiên cứu. Sau đó, họ lấy mẫu nhiều tế bào não và giải trình tự toàn bộ bộ gen của mỗi tế bào.

Hóa ra hầu hết các bộ não đều có đột biến điểm theo kiểu khảm. Trên thực tế, nhóm nghiên cứu ước tính rằng khoảng một nửa trong số chúng ta mang đột biến khảm trong ít nhất 2% tế bào não của chúng ta.

Nhưng ở những người mắc chứng tự kỷ, các đột biến khảm có xu hướng xuất hiện trong các phần DNA đặc biệt được gọi là “chất tăng cường”. Đây là chìa khóa cho hoạt động của các tế bào não vì chúng điều chỉnh việc bật hay tắt một gen.

Tiến sĩ Rodin giải thích: “Trong não của những người mắc chứng tự kỷ, các đột biến tích tụ trong quá trình phát triển với tốc độ tương tự như những người khác, nhưng họ có nhiều khả năng rơi vào vùng tăng cường”. “Chúng tôi nghĩ rằng các chất tăng cường gen dễ bị đột biến hơn trong quá trình phân chia tế bào trong phôi, bởi vì chúng có xu hướng nằm trong DNA được tiếp xúc nhiều hơn về mặt vật lý.”

Tiến sĩ Walsh, trưởng bộ môn di truyền và gen tại Boston Children, quan tâm đến việc hiểu rõ hơn về cách các đột biến trong các chất tăng cường DNA ảnh hưởng đến các tế bào não.

Ông nói: “Đây là một dạng đột biến ẩn mà bạn không thấy trong trình tự chẩn đoán điển hình và nó có thể giúp giải thích chứng tự kỷ ở một số người.

Xóa và sao chép khảm

Nghiên cứu thứ hai là cuộc điều tra quy mô lớn đầu tiên về các biến thể số bản sao khảm (CNVs) ở trẻ em mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ. CNV là những đột biến hiếm gặp trong đó toàn bộ các đoạn của nhiễm sắc thể – thường chứa nhiều gen – bị xóa hoặc nhân đôi.

Một nhóm do Tiến sĩ Walsh, Tiến sĩ Park, Maxwell Sherman và Tiến sĩ Po-Ru Loh của Bệnh viện Phụ nữ và Brigham dẫn đầu đã tìm kiếm CNV thể khảm ở khoảng 12.000 trẻ em mắc chứng tự kỷ và 5.500 anh chị em không bị ảnh hưởng. Thay vì mô não, họ nghiên cứu các mẫu máu từ bộ dữ liệu lớn Simons Simplex Collection và SPARK.

Các kỹ thuật thu thập dữ liệu tiên tiến đã giúp nhóm nghiên cứu phát hiện các đột biến khảm có khả năng bắt nguồn từ quá trình phát triển phôi thai. Một số ít trong số này là CNV thể khảm, ảnh hưởng đến 3% và 74% tế bào máu được lấy mẫu từ mỗi đứa trẻ.

Vấn đề về kích thước

CácTrẻ em mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ đặc biệt có khả năng có CNV rất lớn, một số liên quan đến 25% nhiễm sắc thể trở lên. Tiến sĩ Sherman cho biết: “Đây là một trong những khía cạnh đáng ngạc nhiên hơn trong nghiên cứu của chúng tôi. sinh viên tại MIT. “Những CNV rất lớn này thường tấn công hàng chục gen, và có thể bao gồm những gen quan trọng trong sự phát triển của não.”

Các phát hiện cho thấy rằng CNV càng lớn thì mức độ nghiêm trọng của chứng tự kỷ càng lớn. Một điều ngạc nhiên khác: các CNV nhỏ hơn được biết là gây ra rối loạn phổ tự kỷ khi chúng ảnh hưởng đến tất cả các tế bào (như xóa / sao chép 16p11.2 hoặc 22q11.2) dường như không liên quan đến chứng tự kỷ khi chúng xảy ra ở dạng khảm.

Walsh nói: “Điều này cho thấy rằng để một đứa trẻ mắc chứng tự kỷ, một số lượng lớn các tế bào trong não cần phải bị ảnh hưởng một cách đáng kể.

Thay đổi đối với thử nghiệm trong tương lai?

Cần phải nghiên cứu thêm để hiểu những CNV lớn này làm gì đối với tế bào não, phần nào tế bào cần bị ảnh hưởng để dẫn đến chứng tự kỷ và nhiễm sắc thể nào dễ bị CNVs nhất.

Dựa trên những phát hiện của những nghiên cứu này, xét nghiệm chẩn đoán ở trẻ tự kỷ cuối cùng có thể kết hợp tìm kiếm các đột biến khảm và CNV. Hiện tại, những phát hiện đã làm sâu sắc thêm bí ẩn về lý do tại sao rất nhiều con đường di truyền khác nhau có thể dẫn đến những gì chúng ta công nhận là chứng tự kỷ.

Nguồn: medicalxpress