Úvod do genetiky v kontextu mentální retardace

Základní info

 

 Projekt lidského geonomu

Projekt lidského genomu (The Human Genome Project, HGP) představuje mezinárodní snahu stovky vědců snažících se zmapovat všech 60 000 až 100 000 lidských genů. Mohlo by se jednat o první krok na cestě k rozluštění podstaty lidského života, k osvětlení jeho tajemství a záhad. Projekt byl zahájen v roce 1990 a jeho ambiciózním cílem bylo identifikovat všechny geny v lidském těle do roku 2005. Kromě genové identifikace se snaží odpovědět na specifické etické otázky týkající se nových výsledků genetických zkoumání a jejich dopadu na společnost. Cílem je mimo jiné i začít řešit legislativu, která by zodpověděla etické otázky postupně se objevující v průběhu řešení projektu.

 

Genetika: úvod

Děti se podobají svým rodičům a příbuzným. Dané znaky jsou přenášeny z generace na generaci. Jinými slovy dítě může, lidově řečeno, mít nos po otci a oči po matce. Takové znaky se mohou přenášet dále na dítě tohoto dítěte a tak dále po celé generace. Z biologického hlediska se tento proces nazývá dědičnost.

Genetika je biologie dědičnosti. Zabývá se mechanismy dědičných přenosů. Znaky, které zdědíme a které se naším prostřednictvím předávají dále, jsou obsaženy v jádru buněk. Lidské tělo se přitom skládá ze 100 biliónů buněk. Jádro nese přesný program života složený z příspěvků našich předků. Tento program je obsažený v našich chromozomech a představuje genetický kód. Geny v chromozomech určují naše fyzické a biochemické vlastnosti; de facto naše genetické dědictví. Rozhodují víceméně o všem, od funkce jednotlivých buněk po fyzické a vývojové charakteristiky. Tento kompletní soubor 46 chromosomů se nazývá geonom buňky.

 

Genetické příčiny mentální retardace

Lidské tělo je neuvěřitelně celistvý organismus. V každé buňce je zakódováno až 100 000 genů. K tomu přičtěme neustálé dělení a replikaci buněk jako součást jejich přirozené existence a nezbývá nám, než žasnout, jak je možné, že se nepokazí mnohem více věcí.

Vzhledem k této komplexnosti není jednoduché odpovědět na otázku, jaké příčiny způsobují mentální retardaci. Můžeme ji připsat jakýmkoli okolnostem narušujícím vývoj mozku před narozením dítěte, během porodu nebo v období dětství. Mentální retardace není způsobena pouze poruchou genotypu nebo genetické výbavy jednotlivce, ale mohou ji zapříčinit i nejrůznější faktory působící v okolním prostředí, například užívání drog, nedostatečná výživa, chudoba nebo kulturní deprivace. Zjistilo se, že u více než 50 procent lidí s mentálním postižením existuje více než jedena příčina postižení.

U 30 procent lidí s těžkým mentálním postižením zůstává příčina neznámá. Ve srovnání s lidmi s těžkou mentální retardací je identifikace příčin postižení u dětí s lehkou mentální retardací mnohem složitější. Přibližně 90 procent všech případů mentální retardace spadá do pásma lehké mentální retardace. Někteří vědci tvrdí, že u 75 procent dětí s lehkou mentální retardací je příčina postižení neznámá.

Většina identifikovatelným příčin případů těžké mentální retardace je způsobena genetickými poruchami. Vzhledem k tomu, že mozek je velmi složitý orgán, podílí se na jeho vývoji skutečně mnoho genů. A proto také existuje mnoho genetických příčin mentální retardace. Až 60 procent případů těžké mentální retardace má genetickou příčinu, takže právě genetické poruchy představují nejčastější příčinu.

Genetické poruchy se obecně spojují s mentální retardací, chronickými nemocemi a opožděním vývoje. Za účelem hlubšího vhledu do genetických poruch si je zkusme rozdělit do tří skupin: chromozomální, porucha jednoho genu a multifaktoriální. Downův syndrom (chromozomální porucha) a syndrom fragilního X chromozomu (porucha jednoho genu) jsou dvě nejčastější geneticky podmíněné formy mentální retardace.

Chromozomální poruchy se vyskytují přibližně u sedmi z 1000 narozených dětí. Porucha je způsobena nadpočtem, nebo také nedostatkem chromozomů, případně jejich změněnou strukturou. Polovina spontánních potratů během prvního trimestru je způsobena právě chromozomálními abnormalitami. Jestliže se takové dítě narodí, zpravidla má kombinované postižení včetně mentální retardace.

Chromozomální poruchy přitom nebývají příliš časté. Rovněž platí, že nemusejí být ani dědičné (přestože jsou řazeny mezi genetické poruchy). Pouze několik specifických typů bývá dědičných jako dědičné poruchy jednoho genu. Má-li být genetická porucha definována jako dědičná, musí ji mít jeden z rodičů zakódovanou v genech. Při chromozomálních poruchách jsou geny obou rodičů v pořádku. Avšak během buněčného dělení se může vyskytnout porucha při dělení, rekombinaci či distribuci chromozomů. Příkladem chromozomálních poruch je Downův syndrom, trisomie 13, trisomie 18 a syndrom kočičího mňoukání.

Poruchy jednoho genu (někdy označované jako vrozené vady metabolismu nebo mendelovské poruchy) jsou způsobeny nefunkčními geny. Tyto metabolické poruchy nastanou v případě, že buňky nejsou schopny produkovat proteiny nebo enzymy potřebné pro zpracovávání určitých chemických látek nebo pro přenos látek v těle. Neschopnost buněk provádět tyto životně důležité funkce mívá za následek právě mentální retardaci.

Za genetické poruchy bývá označována celá řada stavů, ovšem poruchy jednoho genu lze velmi snadno identifikovat jako pravé genetické poruchy, protože jsou způsobeny mutací či změnou jediného genu. Poruchy jednoho genu se považují za potenciálně nejlépe léčitelné pomocí genové terapie – a to právě proto, že jsou způsobeny mutací jediného genu, a ne několika.

Přibližně jedno dítě z 1 500 se narodí s poruchou enzymů, jejímž důsledkem je porucha metabolismu. Již bylo identifikováno a specifikováno 7 000 genetických poruch, přičemž každý rok je objeveno pět nových. Pravděpodobnost dědičnosti tohoto typu poruchy je 1:500.

 

Poruchy jednoho genu se dědí jedním z následujících třech způsobů:

1. Dominantní dědičnost

Nastává, pokud má jedinec dominantní gen způsobující poruchu, i když je doplněn genem „normálním“ od druhého rodiče. Příkladem dominantní dědičnosti způsobující mentální retardaci je tuberózní skleróza.

2. Recesivní dědičnost

Nastává, pokud jsou přítomny dvě kopie nefunkčního genu. Rodiče dětí s autozomálním recesivním onemocněním jsou označováni jako „přenašeči“, protože každý z nich má jednu kopii abnormálního genu. Na nich samotných se to ovšem nikterak neprojeví a sami o tom ani nevědí, dokud se jim nenarodí dítě s touto poruchou. Poruchy jednoho genu jsou většinou klasifikovány jako autozomální recesivní poruchy a mohou být diagnostikovány ještě před narozením dítěte, jestliže u matky existuje riziko této genetické poruchy. Příkladem s následky mentální retardace jsou fenylketonurie a galaktosemie.

3. Dědičnost vázaná na pohlaví

Poruchy genů na chromosomu X mohou být buď recesivní, nebo dominantní. Většina těchto poruch je ale recesivních. Recesivní poruchy vázané na chromozom X jsou také označovány jako pohlavně vázané poruchy, protože jsou lokalizovány na chromozomu X, tedy na ženském pohlavním chromozomu. Jelikož ženy mají dva chromozomy X, povětšinou bývají pouze přenašečkami a je u nich menší pravděpodobnost než u mužů, že se u nich onemocnění projeví. Naopak muži mají pouze jediný chromozom X, a tak nemohou být přenašeči recesivních poruch vázaných na chromosom X. Jestliže muž zdědí tuto poruchu, vždy se na něm projeví. Příkladem této poruchy spojené s mentální retardací je syndrom fragilního X chromozomu, Hunterův syndrom, Lesch-Nyhanův syndrom, Duchennova svalová dystrofie.

Kombinace více genů a faktorů prostředí, které mají za následek mentální retardaci, se nazývají multifaktoriální poruchy. Neřídí se běžným modelem dědičnosti a nikdo přesně neví, proč vznikají. Přenášejí se z generace na generaci, ale nemají stejné charakteristiky dědičnosti, jako mají poruchy jednoho genu.

Jejich model dědičnosti je obvykle mnohem složitější než u poruch jednoho genu, protože jejich výskyt je závislý na současné přítomnosti několika dědičných faktorů a faktorů prostředí. Tyto poruchy jsou nejčastější. Příkladem jsou srdeční onemocnění, diabetes, některé druhy rakovin, rozštěp páteře, anencefalie, rozštěp rtu a patra, „koňská noha“ a vrozené srdeční vady.

Díky hlubšímu vhledu do genetických příčin mentální retardace je možno realizovat diskuse ohledně etických otázek týkajících se genetického výzkumu. Vědci si například mohou klást otázky, jak ovlivní objev nových genů souvisejících s mentální retardací jedince, kteří jsou mentálně postižení; jak ovlivní jedince, kteří mají gen způsobující mentální retardaci, ale nejsou u nich patrné žádné příznaky postižení, a podobně.

Znalost skutečnosti, že mentální retardace je dědičná, nám umožňuje, abychom celému problému lépe porozuměli a mohli vést odbornější diskuse o etických otázkách týkajících se genetického výzkumu.

 

Zdroj: The Arc – An Introduction to Genetics and Mental Retardation, publikováno s laskavým svolením The Arc of the United States, česká verze vznikla díky pomoci dobrovolníků projektu dobromysl.cz - překlad z angličtiny Markéta Krajníková, redakce Dagmar Brejlová




Související články

Genová terapie
Nikdo zatím nebyl „vyléčen“ genovou terapií z genetické nemoci, přesto se tato terapie považuje za nadějný nástroj pro léčbu poruch genů zapříčiňujících mentální retardaci. celý článek