Tyrania genów: choroby monogenowe

Terry Pratchett w swoich dziełach o Świecie Dysku pisał, że miasto Ankh-Morpork posiadało system demokracji oparty na zasadzie „jeden człowiek, jeden głos”; konkretnie, tym człowiekiem był Patrycjusz miasta, a jego głos był jedynym, który się liczył. Choroby monogenowe mają podobne zdanie.

Choroby monogenowe to schorzenia, za które odpowiedzialny jest jeden gen. Jeden, pojedynczy, indywidualny, bez współpracy z innymi. Z tego powodu nazywane są również dziedzicznymi chorobami mendlowskimi (na cześć Gregora Mendla) lub chorobami jednogenowymi. A czym jest gen? To fragment DNA zawierający informację niezbędną do kodowania białka lub informację potrzebną do regulacji jego funkcjonowania. Geny definiuje się jako podstawową jednostkę dziedziczności i cech osobniczych.

Obecnie istnieje od 5 000 do 8 000 różnych chorób monogenowych. W obrębie samego układu odpornościowego wyróżnia się około 400 chorób monogenowych z 430 dotkniętymi genami. Choć każda choroba monogenowa ma inną częstotliwość występowania, szacuje się, że łącznie dotykają one 6% światowej populacji w którymś momencie ich życia. Niestety, w większości przypadków leczenie ma charakter wyłącznie paliatywny.

Nie wszystkie allele są tak samo autorytarne

W zależności od odpowiedzialnego genu, można je sklasyfikować jako:

• Autosomalne dominujące: jedna kopia genu, czyli jeden allel, wystarczy, aby wystąpiła choroba. Aby osobnik był chory, przynajmniej jedno z rodziców również musi być chore. Prawdopodobieństwo przekazania choroby dzieciom, gdy osoba chora posiada jeden allel normalny i jeden patologiczny, a drugi rodzic jest zdrowy, wynosi 50%, w zależności od tego, który allel zostanie przekazany. Aby dowiedzieć się więcej na temat alleli, polecamy lekturę uzupełniającą do tego wpisu, Choroby rzadkie: częste rzadkości.

• Autosomalne recesywne: aby wystąpiła choroba, osobnik potrzebuje dwóch patologicznych alleli. Chory rodzic zawsze przekaże allel patologiczny swojemu potomstwu, ponieważ oba jego allele są uszkodzone. Jeśli jedna kopia genu jest normalna, kompensuje ona tę zmienioną i osobnik nie wykazuje objawów patologii. Takie osoby nazywa się nosicielami: posiadają allel choroby, ale go nie wyrażają. Potomstwo osoby chorej jest zawsze nosicielem (jeśli drugi rodzic przekazał allel normalny) lub jest chore (jeśli drugi rodzic przekazał allel patologiczny).

• Sprzężone z chromosomami płci: ponieważ płeć zawsze wszystko komplikuje. U gatunku ludzkiego chromosomy płci to X i Y. Samice są XX, a samce XY. Jeśli gen choroby znajduje się na chromosomie Y, tylko mężczyźni mogą chorować, ponieważ kobiety nie posiadają tego chromosomu. Jeśli gen choroby znajduje się na chromosomie X, zasady są podobne do autosomalnych, z jedną różnicą. U chłopców recesywny allel na chromosomie X nie różni się od dominującego: mają tylko jeden chromosom X, więc mają tylko jedną kopię. Jeśli trafi ci się allel patologiczny, chorujesz niezależnie od tego, czy jest on recesywny, czy dominujący. Natomiast u dziewcząt, które mają dwie kopie, gen znajdujący się na chromosomie X zachowuje się tak samo jak gen autosomalny.

Wyciągnijmy ponownie słownik, ponieważ wyjaśnimy pojęcie penetracji. Penetracja to proporcja osobników, którzy posiadając mutację patologiczną, wykazują objawy choroby. W naszej sytuacji możemy użyć tego terminu w odniesieniu do chorób autosomalnych dominujących. Jeśli wszystkie osoby posiadające patologiczny allel wykazują chorobę, mówilibyśmy o penetracji 100%, czyli penetracji całkowitej. Jeśli na każde 100 osób z tym allelem jest 5, które nie wykazują choroby, penetracja wynosiłaby 95%, co nazywamy penetracją niepełną. Mamy do czynienia z penetracją niepełną, gdy mamy więcej osób posiadających zmutowany allel niż osób chorych.

Innym interesującym terminem genetycznym jest ekspresywność. Zmienna ekspresja wskazuje, że choroba nie objawia się identycznymi symptomami u wszystkich osobników, którzy ją posiadają. Zmienna ekspresywność oznacza zatem zakres objawów, jakie może mieć osoba z daną patologią, i nie muszą one być identyczne z objawami innej osoby z tą samą chorobą. Choć wynikają one z jednego genu, inne komponenty genetyczne i środowiskowe mogą mieć na nie wpływ.

Jakie choroby są dziełem jednego złoczyńcy?

Niektóre choroby monogenowe to:

• Dysautonomia rodzinna lub Zespół Rileya-Daya. Autosomalna recesywna. Zmutowany jest gen IKBKAP na chromosomie 9. Objawy występują od urodzenia i pogarszają się z czasem. Pacjenci z tą chorobą mają bardzo małą liczbę neuronów w autonomicznym i czuciowym układzie nerwowym. Choć ma wiele objawów, takich jak nawracające wymioty czy brak łez podczas płaczu, jeden jest szczególnie uderzający: chorzy są niewrażliwi na ból.

• Niedobór białka D-bifunkcyjnego. Autosomalna recesywna. Kolejna choroba neurodegeneracyjna, tutaj zawodzi gen HSD17B4. Białko, które produkuje, bierze udział w utlenianiu kwasów tłuszczowych w części komórki zwanej peroksysomem. Choroba ta jest uważana za najcięższe zaburzenie peroksysomów, a średnia długość życia wynosi mniej niż dwa lata.

• Glikogenoza typu 1a. Autosomalna recesywna. Odpowiedzialny jest gen G6PC lub G6PC1. Białko w normalnych warunkach pełni prostą funkcję: hydrolizuje glukozo-6-fosforan do glukozy. Innymi słowy, jest niezbędne w syntezie glukozy z glikogenu przechowywanego jako rezerwa. Ma to dwa skutki: z jednej strony niski poziom glukozy we krwi i wysoki poziom kwasicy z powodu korzystania z alternatywnych źródeł energii. Z drugiej strony, zmiany w organach przechowujących glikogen, takich jak wątroba i nerki, które nie mogą nic z nim zrobić.

• Hemofilia A. Wywołana mutacjami w genie F8, jest prawdopodobnie najbardziej znaną chorobą recesywną sprzężoną z chromosomem X, dlatego ogromna większość zarejestrowanych przypadków dotyczy mężczyzn. Występuje brak czynnika krzepnięcia krwi VIII (jeśli ktoś ma problem z liczbami rzymskimi, to jest to 8). Z tego powodu krew nie może krzepnąć. Chorzy nie mogą zatamować krwawienia z ran i mogą cierpieć na spontaniczne krwotoki.

Możesz zobaczyć listę wszystkich chorób monogenowych, które analizuje analiza genetyczna Advanced od tellmeGen, aby sprawdzić, czy jesteś nosicielem którejś z nich. Testy genetyczne to najlepsza forma profilaktyki chorób dziedzicznych. Jeśli chcesz sprawdzić, czy cierpisz na chorobę i masz oba allele zmutowane, nie martw się: w większości przypadków sam byś to zauważył. Są to choroby, które nie przechodzą niezauważone.