State-of- The-Art DNA-Sequenzierung Technik enthüllt Ursache für schwere Kindheit Epilepsien

Forscher an der University of Arizona haben erfolgreich bestimmt die genetische Mutationen zu schweren Epilepsien in sieben von 10 Kindern, für die die Ursache der Störung nicht klinisch oder durch herkömmliche genetische Tests bestimmt werden.

Statt Sequenzierung jedes Gen ein zu einer Zeit , das Team verwendet eine Technik namens Ganz Exoms Sequenzierung : Anstatt durchkämmen alle der rund 3 Milliarden Basenpaare von der die gesamte Genom entschlüsselt Ganz Exom - Sequenzierung nur tatsächliche Gene und fast alle gleichzeitig .

" Meine erste Hoffnung war, dass wir so etwas in einem der 10 Kinder in unserer Studie zu finden. Aber eine 70 Prozent Erfolgsquote ist jenseits jeder Vorstellung ", sagte Studienleiter Michael Hammer , der ein Wissenschaftler in der UA Arizona Research Labs ist Abteilung für Biotechnologie und Mitglied der UA BIO5 Institute.

Für Hammer , schlug der Forschung ganz in der Nähe zu Hause. Erst im vergangenen Jahr verfolgt sein Labor Sie die Mutation, die die schweren verursacht hatte - und letztlich tödlich - Epilepsie in seiner Teenager-Tochter .

" Ich dachte mir , wenn wir dies für ein Kind tun, werden wir es für andere tun kann." Hammer erläutert. "Das sind Kinder, die jeden Test erdenklichen gehabt und versucht, jede mögliche Kombination von Medikamenten , und niemand hat herausgefunden, wo die Anfälle kommen und wie sie zu stoppen. "

Die Kinder, die an der Studie teilgenommen , online in der Zeitschrift Epilepsia veröffentlicht , die alle aus schweren Krampfanfällen gelitten, und die meisten von ihnen begannen Anfälle innerhalb der ersten ein bis zwei Jahren nach der Geburt.

Im Gegensatz zu Menschen mit Epilepsie im späteren Leben heimgesucht , von denen viele ein normales Leben mit der richtigen medizinischen Aufsicht und Medikamente zu leben, kann früh einsetzende Epilepsie verheerend sein. Kinder entwickeln oft andere schwere Komplikationen wie geistiger Behinderung , Autismus und Verlust des Muskeltonus und Koordination. Früher Tod ist nicht ungewöhnlich.

"Weil ihre Anfälle sind nicht gut kontrolliert , und das Feuersturm der elektrischen Aktivität im Gehirn ist schlecht für die Entwicklung des Gehirns , kann der Schaden umfangreich sein ", ergänzt Linda Restifo , ein Professor in der Abteilung für Neurologie UA und eine BIO5 Mitglied, Co- Autor der Studie . " Je früher die Anfälle beginnen und je schwerer und häufiger sie sind, desto eher werden sie , das Kind mit permanenter Entwicklungsstörung zu verlassen. "

" Je früher wir Probleme bei Kindern zu fangen und zu verstehen , was die Ursache davon , desto besser die Chance, die wir haben , um zu versuchen und zu korrigieren , " Hammer aufgenommen.

Um Veränderungen in der DNA , die die wahrscheinlichste Ursache der Erkrankungen zu identifizieren , konzentrierte sich das Team auf eine Klasse von Mutationen bezeichnet Neumutationen : " Tippfehler " in der DNA-Sequenz , die nur in der Kind. Um solche Mutationen zu finden , die Studie umfasste Eltern und ihr Kind .

Insgesamt ist das Team festgestellt, 15 Mutationen in neun Kinder , von denen sieben sind bekannt oder wahrscheinlich zu Epilepsie führen. Keine Mutationen in eines der Kinder gefunden werden.

"In vier der Patienten. Wir fanden Mutationen, die bereits bekannt waren , um mit Epilepsie in Verbindung gebracht werden ", sagte Krishna Veeramah , ein Postdoctoral Fellow in Hammer -Gruppe und die Studie der erste Autor. " Allerdings hatte drei Patienten Mutationen in Genen , die zuvor nicht mit Epilepsie beim Menschen assoziiert waren , sondern präsentiert plausible Erklärungen für die Störung . "

" Die Tatsache, dass wir fanden drei Gene - in einer Studie mit 10 Probanden - die nie in der Epilepsie in Verbindung gebracht worden war , bevor darauf hin, dass viele genetische Defekte zu Entwicklungshirnkrankheitenbleiben , entdeckt zu werden ", sagte Veeramah .

Einer der Teilnehmer an der Studie war Ashley Wilhelm , ein 14- jähriges Mädchen aus Phoenix, Arizona . , Deren Anfälle begann, als sie nur 5 Monate alt war. Ihre erste Anfälle offenbar ausgelöst werden Fieber , Was die Ärzte glauben, sie waren genau das - ein Nebeneffekt des Fiebers .

"Aber sie begann bald mehr und mehr Anfälle zu haben, und sie eine halbe Stunde oder länger dauern , " sagte ihre Mutter , Ann. "Wir haben alle Arten von Tests durchgeführt , aber die Ärzte immer wieder gesagt ihr Gehirn war normal, und sie sah keinen Grund , sie würde diese Anfälle zu haben."

Ashley, deren Entwicklung stark als Folge der wiederholten Anfällen litt , wurde in der Studie durch ihren Neurologen , Dinesh Talwar , der Co-Autor des Papiers eingeschrieben .

Auch wenn ihre Behandlung wahrscheinlich nicht mit der neuen Information zu ändern ist , sagte die Familie die Ergebnisse gebracht " mehr Erleichterung als wir erklären kann. "

" Da Versicherung würde nicht für die Prüfung, und wir konnten nicht auf unseren eigenen leisten können , waren wir sehr dankbar waren wir in der Lage, an der Studie teilzunehmen ", sagte Jeff Wilhelm , Ashleys Vater . "Wenn ein solcher Test könnte viel früher durchgeführt werden , würde es den Schmerz für alle Beteiligten zu erleichtern. Was, wenn unser Sohn beschlossen, nicht prüfen, ob man eigene Kinder aus Sorge sie die Krankheit haben könnte ? "

"Die Ergebnisse aus dieser Studie haben wir endlich einen Durchbruch gegeben , " sagte die Mutter eines anderen Teilnehmer Teenager. " - Kernspintomographie, CT-Scans , sucht Bruttochromosomenanomalienoder Marker mit Epilepsie - Wir hatten jeden möglichen Weg zu verstehen, was für seine Epilepsie verantwortlich sein könnten verfolgt. Ohne Erfolg "

"Auch wenn die Entdeckung noch nicht geben uns eine Behandlung , es gibt uns Hoffnung für die Suche nach einem ", sagte sie . "Da immer mehr Forschung über diese Mutation getan , Drogen zu kontrollieren Anfälle unseres Sohnes identifiziert werden . Wenn mehr Kinder mit Epilepsie können untersucht und werden Familien mit Kindern mit ähnlichen Mutationen können organisieren und Ressourcen zu teilen , wird es mehr Fortschritt. "

Hammer , sagte der Ansatz ist auf andere Bedingungen, unter denen herkömmliche Gentests hat es versäumt, die Sache zu offenbaren.

"Unsere Arbeit Brücken Forschung und klinischer Praxis ", fügte er hinzu. "Wir können alle Gene im Genom in einer Angelegenheit von Tagen zu sequenzieren und melden Sie es der Familie des Patienten und des Arztes. Das kann einen Unterschied in der Behandlung und das Management der Erkrankung in Frage stellen . "

Centers mit den Fähigkeiten zu tun, diese Art der Analyse sind dünn gesät .

" Andere Zentren, die diese Art von Arbeit zu tun Ihr Genom sequenzieren und sagen Ihnen, wo und was die Mutation in der DNA-Sequenz , aber es ist nicht so einfach ", sagte Hammer . " In den meisten Fällen finden wir eine Mutation in einem Gen bisher nicht bekannt , um Krankheit zu verursachen , so müssen wir eine Folgestudie durchführen, um herauszufinden, was die Mutation tatsächlich tut . "

Um diese Folgestudien durchzuführen, hat die UA -Team Kooperationen mit führenden Wissenschaftlern an der UA und an anderen Institutionen etabliert.

"Im Moment ist der Nutzen für Familien in erster Linie , um Antworten zu erhalten ", sagte Restifo . " Das langfristige Ziel ist es, diese Art von Informationen aus mehr Kinder , die hoffentlich zu neuen Forschungs führen wird in Medikamenten, die Entwicklung des Gehirns und Funktion zu verbessern zu sammeln. "

Hammer fügte hinzu: " In der Zwischenzeit bietet eine molekulare Diagnostik Soforthilfe für die unnötige Schuld Eltern könnten für ihre Rolle bei ihrem Kind Leid verursacht das Gefühl, Sie wollen Antworten, nicht endlose Arztbesuche und Untersuchungen mit negativem Befund , oder haben ihre Hoffnungen geweckt . und immer und immer wieder enttäuscht. "

Durch den Erfolg ihres Ansatzes ermutigt so weit, Hammer und seine Kollegen haben bereits größere Pläne .

"Wir hoffen, anderen klinischen Bereichen wie einbeziehen Kardiologie , Immunologie , Gastroenterologie - alles, was wir können Molekulardiagnostik oder klinische Genomik an der UA anwenden wollen wir erkunden. Wir wollen die Universität den Kern für die klinische Diagnostik mit neuen Sequenziertechnologien mindestens den gesamten Südwesten der USA. "

UA Pädiatrie Genetiker Robert Erickson, ein weiterer Co-Autor und Mitglied der UA Steele Kinderforschungszentrumfügte hinzu: " Diese Anstrengungen werden bei der Diagnose von Neugeborenen mit ungewöhnlichen Geburtsschäden von großer Bedeutung sein . "