Pentru fiecare 700 de bebeluși din întreaga lume, unul se naște cu sindrom Down. Metodele moderne de diagnostic sunt capabile să detecteze cromozomul notoriu suplimentar în sens literal în embrion. Dar mulți preferă să nu știe nimic, iar unii, chiar auzind un astfel de diagnostic, decid să nască.
Ziua internațională a sindromului Down este sărbătorită pe data de douăzeci și unu din a treia lună pentru al optulea an consecutiv. Data nu este întâmplătoare: în 21 martie s-au asociat cu trei copii ale cromozomului 21 - cea mai comună patologie genetică din lume. Sindromul este uimitor și misterios: în secolul trecut, în medie, s-au născut în lume același număr de copii aproape identici cu aceleași anomalii fizice și mentale. Apariția unui cromozom suplimentar la făt nu depinde de rasă, de locul de reședință al părinților, de stilul lor de viață și de starea de sănătate.
Acest sindrom a fost descris pentru prima dată de medicul englez Langdon Down (1828-1896). În 1866, în lucrarea sa „Observații privind clasificarea etnică a persoanelor cu deficiențe mintale”, el a descris caracteristicile morfologice ale persoanelor cu dizabilități mintale. Un astfel de copil este exterior diferit de ceilalți copii: are o formă înclinată a ochiului, un cap mic, o față plată, o mușcătură neregulată, brațe și picioare scurte. Are o afectare a coordonării mișcărilor și tonus muscular slab.
Pe lângă enumerarea în detaliu a trăsăturilor exterioare, dr. Down a mai remarcat faptul că copiii au defecte cardiace și endocrine frecvente și că copiii cu dizabilități învață. Down a subliniat importanța gimnasticii articulare pentru dezvoltarea vorbirii lor, precum și tendința copiilor de a imita, care pot contribui la învățarea lor. Langdon Down a stabilit corect că acest sindrom este congenital, dar l-a asociat din greșeală cu tuberculoza parentală. În 1887 Down a publicat o monografie mai completă, „Boala mintală la copii și adolescenți”. Mai târziu, sindromul de întârziere mintală a fost numit după dr. Down.
Langdon Down a crezut din greșeală că dizabilitatea mentală a copilului este legată de tuberculoza părintească. Astăzi se știe că riscul de a avea un copil cu sindrom Down depinde de vârsta mamei. De-a lungul anilor, numărul erorilor genetice crește, iar riscul de a avea un copil bolnav crește. Pentru femeile sub 25 de ani, probabilitatea de a avea un copil bolnav este de 1/1400, până la 30 - 1/1000, la 35 de ani, riscul crește la 1/350, la 42 de ani - până la 1/60 și la 49 de ani - până la 1 / 12. În mod ciudat, este importantă și vârsta bunicii materne. Cu cât bunica era mai mare când a născut fiica ei, cu atât este mai mare probabilitatea ca ea să nască nepotul sau nepoata ei cu sindrom Down.
Langdon Down a citat, de asemenea, un exemplu uimitor al unuia dintre pacienții săi, care, cu fața mongoloidă și alte tulburări scheletice caracteristice, avea totuși o amintire uimitoare, i-a citit medicului pasaje uriașe din opera fundamentală a celebrului istoric britanic Edward Gibbon (1737-1794) căderea Imperiului Roman”. Astăzi, am sublinia cu acest exemplu că, spre deosebire de boala Alzheimer, patologia din sindromul Down nu privește girusul calului de mare sau hipocampul, situat adânc în lobii temporali ai creierului și este structura principală a sistemului limbic. Deteriorarea hipocampului la oameni afectează memoria pentru evenimentele apropiate de momentul deteriorării, memorarea, procesarea informațiilor noi și diferența de semnale spațiale.
Video promotional:
Cromozom suplimentar
Timp de aproape un secol după descrierea sindromului, oamenii de știință încă nu au putut număra numărul de cromozomi umani. În cele din urmă, s-a făcut acest lucru, iar medicii care s-au ocupat de problema căderilor, spre surprinderea lor, au descoperit că patologia creierului și a scheletului facial a fost cauzată de așa-numita trisomie sau de prezența a trei cromozomi din cea de-a 21-a pereche. Cauza bolii este o încălcare a procesului de divergență a cromozomilor în timpul formării gametilor (ovule și spermatozoizi), în urma căreia copilul primește de la mamă (în 90% din cazuri) sau de la tată (în 10% din cazuri) un cromozom 21 suplimentar.
Ulterior s-a dovedit că sindromul Down poate apărea și în prezența unui număr normal de cromozomi din perechea 21, adică doi. Dar, în același timp, apare o dublare sau dublare a unei secțiuni a unuia dintre cromozomi, ca urmare a căreia apare un fragment anormal al unui cromozom cu un număr nedefinit de gene necunoscute. Abia după finalizarea lucrărilor de decodare a genomului uman a început să se clarifice treptat.
De ce persoanele cu sindrom Down sunt adesea bolnave
Principala descoperire în înțelegerea naturii genetice a bolii a fost asociată cu descoperirea unei proteine necunoscute. Avea proprietăți enzimatice pronunțate, descoperite în timpul studiului fondului genetic pentru dezvoltarea celulelor sistemului imunitar (limfocite T) după activarea lor cu diverși antigeni. Limfocitele T includ, în special, „ajutoare” care ajută la declanșarea răspunsului imun.
În limfocitele activate, crește concentrația așa-numitului factor nuclear NFAT, care trece din citoplasmă în nucleul celular și „activează” genele de apărare imună. Una dintre aceste gene este o bucată de ADN care codifică un canal proteic prin care ionii de calciu trec în citoplasmă. O creștere a concentrației de calciu în limfocitele T activate declanșează dezvoltarea și divizarea acestora, prin urmare, procesul imunitar în sine.
Sindromul Down este asociat cu anomalii genetice în perechea 21 de cromozomi. Enzima DYRK recent studiată, a cărei genă se află în imediata vecinătate a „zonei critice a sindromului Down”, joacă un rol important în acest sens.
Metoda de interferență ARN, care implică „interferența” moleculelor mici de ARN, care, cu ajutorul unor enzime specifice, distrug molecule ARN mesager lungi care transportă „comenzi” genetice de la nucleu la citoplasmă, a făcut posibilă „oprirea” unor gene și studierea detaliată a întregului proces.
Atunci a fost descoperită o proteină necunoscută - o enzimă kinază cu funcție duală și a fost numită „kinază dublă specifică” (DYRK). Pe de o parte, „stinge” activitatea calcineurinei, păstrând astfel factorul nuclear NFAT în citoplasmă și, pe de altă parte, suprimă factorul nuclear NFAT în sine, prevenind activarea acestuia de către alte enzime.
Descifrarea acestui fenomen uimitor a atras atenția oamenilor de știință. Charles A. Hoeffer, MD al Baylor College of Medicine, Houston, Asim Dey, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center și colegii lor, într-un studiu publicat în The Journal of Neuroscience în 2007, au remarcat faptul că gena DYRK este localizată pe cromozomul 21 în imediata vecinătate a zonei critice a sindromului Down. După descoperirea DYRK a devenit clar de ce, pe lângă tulburările psihice și anomaliile scheletice, tulburările imune sunt observate și în sindromul Down.
Cercetatorii au construit un model de mouse de sindrom Down prin dezactivarea genelor NFAT si calcineurin. „Dezactivarea” acestor cei mai importanți regulatori celulari a dus la nașterea șoarecilor cu modificări caracteristice nu numai în organism în ansamblu, ci și în nivelul inteligenței lor. Oamenii de știință au testat capacitatea șoarecilor de a naviga în labirinturi și de a găsi insule de siguranță în piscină.
Cercetătorii au descoperit kinaza cu dublă specificitate și calcineurina, care este deosebit de importantă pentru dezvoltarea normală a celulelor nervoase din cortexul lobului frontal, și-au dovedit valoarea în experimente cu șoareci. Această descoperire confirmă, de asemenea, caracterul comun al dezvoltării embrionare a sistemelor nervoase și imune ale fătului în curs de dezvoltare.
Sindromul Down blochează cancerul?
Thomas E. Sussan, Annan Yang de la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins și colegii lor au lucrat, de asemenea, cu un model de șoarece cu sindrom Down pentru a înțelege mecanismele de creștere a cancerului. În ianuarie 2008, rezultatele cercetărilor lor au fost publicate în revista Nature. Vorbim despre așa-numita genă protectoare Ars, care în mod normal ne protejează de polipoza adenomatoasă a intestinului gros, în care polipii glandulari cresc în membrana mucoasă a intestinului gros. Mutația genei Ars „elimină” protecția, deschizând astfel calea pentru regenerarea acestor celule și dezvoltarea tumorilor.
Nu a existat nicio limită pentru surpriza oamenilor de știință atunci când au descoperit că la hibrizii șoarecilor cu sindrom Down și șoarecii cu gena mutantă Ars, care sunt predispuși la polipoză, tumorile intestinale au fost observate cu 44% mai puțin decât atunci când s-au încrucișat șoareci sănătoși și șoareci cu gena mutantă Ars.
Șoarecii puf au purtat trei copii ale cromozomului 16, care conține 50% din omologii celei de-a 21-a perechi de gene umane. Un interes deosebit au fost șoarecii cu sindrom Down, în genomul a 16 perechi dintre care există doar 33 de omologi umani. Gena Ets a avut cea mai mare activitate dintre acești „33 de eroi”, al căror efect antitumoral depindea de numărul de copii ale acesteia.
Abrevierea sa înseamnă „etapele timpurii ale transformării [canceroase]”. În mod normal, gena este, de asemenea, un factor de restricție pentru creșterea tumorii, dar după mutație, gena, dimpotrivă, începe să stimuleze creșterea tumorii și este cunoscută de mult timp ca gena „promovării” cancerului. A fost descoperit în celulele tumorilor glandei mamare la șoareci și apoi la oameni.
Așa cum se întâmplă adesea, noile descoperiri nu au clarificat imaginea apariției sindromului Down, ci l-au confundat și mai mult. Oamenii de știință nu au aflat încă exact cum sindromul, manifestat sub formă de tulburări cognitive, scheletice și imune, a fost brusc asociat cu creșterea cancerului. Astăzi, se știe că cancerul se dezvoltă în principal pe fondul unui deficit imunitar care crește odată cu înaintarea în vârstă, de aceea această boală este numită și boala bătrâneții.
La vârsta de 16 ani, timusul nostru sau glanda timusului poate răspunde la o sută de milioane sau mai multe antigene. Până la vârsta de 60 de ani, el răspunde doar la două milioane. Dar ce legătură are acest lucru cu moartea neuronilor, care, după cum știți, nu se împart deloc (doar câteva celule stem se divid), ceea ce duce la dizabilități mintale.
Astfel, cercetările ulterioare asupra sindromului Down deschid perspective pentru descoperiri importante care pot arunca lumina asupra unei largi varietăți de probleme: imunitar, cancer, formarea scheletului și viabilitatea celulelor nervoase. În consecință, munca medicilor și a biologilor este calea către realizarea posibilității terapiei moleculare pentru copiii cu sindrom Down la o vârstă fragedă, când creierul este cel mai capabil de schimbări.
