الكشف عن آلية جينية جديدة وراء تطور مرض التوحد

اكتشف علماء من مستشفى الأطفال المرضى (SickKids) وجامعة لاس فيجاس، وجود صلة وراثية بين اضطراب طيف التوحد (ASD) وحالة وراثية نادرة تسمى ضمور العضلات الشديد.

تشير الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Neuroscience، إلى أنه في حين كان اضطراب طيف التوحد يتميز في السابق بفقدان وظيفة الجينات، فإن آلية أخرى قد تؤدي إلى السلوكيات الاجتماعية التي غالبًا ما تُلاحظ لدى الأفراد المصابين باضطراب طيف التوحد.

داء السكري من النوع الأول

داء السكري من النوع الأول (DM1) هو حالة وراثية تُسبب فقدانًا تدريجيًا للعضلات وضعفًا.

وبينما يُصيب اضطراب طيف التوحد حوالي 1% من عامة السكان، فإن احتمالية الإصابة به أعلى بـ 14 مرة لدى المصابين بداء السكري من النوع الأول.

كشفت الدراسة أن التباين الجيني المُسبب لـ DM1 - توسعات التكرارات الترادفية (TREs) في جين DMPK - يؤثر أيضًا على نمو الدماغ.

ووجد فريق البحث أن تأثيرات توسعات التكرارات الترادفية تتداخل مع عملية حيوية تُسمى ربط الجينات، وهي عملية ضرورية لوظائف الجينات.

يؤدي هذا الاضطراب إلى اختلال التوازن البروتيني الذي يمكن أن يؤدي إلى سوء ربط العديد من الجينات المشاركة في وظائف المخ، وقد يفسر سبب تطور بعض النتائج الاجتماعية والسلوكية لاضطراب طيف التوحد لدى الأشخاص المصابين بمرض السكري من النوع الأول.

يقول الدكتور ريان يوين، كبير العلماء في برنامج علم الوراثة وعلم الجينوم في مستشفى الأطفال المرضى: "تمثل نتائجنا طريقة جديدة لتوصيف التطور الجيني لمرض التوحد".

وأضاف: "من خلال تحديد المسار الجزيئي وراء هذا الاتصال، يمكننا أن نبدأ في التحقيق في طرق جديدة لتشخيص اضطراب طيف التوحد وتطوير علاجات دقيقة تعمل على إعادة إطلاق هذه البروتينات إلى الجينوم".

ما هي TREs؟

تحدث أخطاء TREs عندما تتكرر أجزاء من خيط DNA مرتين أو أكثر، ويزداد احتمال تسبب هذه التكرارات في حدوث أخطاء في وظيفة الجين في كل مرة.

في عام 2020، اكتشف يوين أن الجينات المرتبطة بالوقت (TREs) تُساهم وراثيًا في التوحد ، حيث حدد أكثر من 2588 موضعًا مختلفًا في الجينوم حيث كانت الجينات المرتبطة بالوقت (TREs) أكثر شيوعًا لدى المصابين باضطراب طيف التوحد.

وبالمثل، يمتلك المصابون بداء السكري من النوع الأول (DM1) جينًا مرتبطًا بالوقت (TRE) في جين DMPK.

يقول الدكتور لوكاس زنايدر، الباحث الرئيسي: "لفت انتباهي تباينٌ نراه في الأمراض العصبية العضلية النادرة، وهكذا بدأنا بربط النتائج. وجدنا رابطًا جزيئيًا، أو تداخلًا، نعتقد أنه جوهر التسبب في أعراض التوحد لدى الأطفال المصابين بالضمور العضلي التأتري".

ربط الجينات وتطور اضطراب طيف التوحد

ومع توسع التكرار المترادف في جين DMPK، وجد فريق البحث، بما في ذلك المتعاونون في جامعة فلوريدا وجامعة آدم ميكيويتز (بولندا)، أن الحمض النووي الريبوزي المعدل يرتبط ببروتين يشارك في تنظيم ربط الجينات أثناء نمو الدماغ.

يؤدي هذا ما يسمى بـ "RNA السام" إلى استنزاف البروتين ومنعه من الارتباط بجزيئات RNA الأخرى في مناطق مهمة من الجينوم، مما يتسبب في اختلال توازن البروتين مما يؤدي إلى ربط الجينات الأخرى بشكل خاطئ.

وقال يوين: "إن TREs تشبه الإسفنجة التي تمتص كل هذه البروتينات المهمة من الجينوم. وبدون هذا البروتين ، لا تعمل مناطق أخرى من الجينوم بشكل صحيح".

وفي حين أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد كيفية تطبيق ذلك على حالات أخرى، يظل الفريق متفائلاً بأن نتائجهم قد تفيد الأبحاث والرعاية المستقبلية لمرض السكري من النوع الأول واضطراب طيف التوحد وغيرها من الحالات.