Forschung von Wissenschaftlern an der Albert Einstein College of Medicine der Yeshiva University kann helfen, zu erklären, wie einige Fälle von Autismus -Spektrum-Störung (ASD) kann vor Umwelteinflüssen und nicht Genmutationen führen. Die Erkenntnisse , online in PLoS Genetics veröffentlicht wurde, beleuchten , warum ältere Mütter sind einem erhöhten Risiko für die mit Kindern mit ASD und könnte den Weg für mehr Forschung in die Rolle der Umwelt auf ASD ebnen.
Die US Centers for Disease Control and Prevention gab im März bekannt , dass man in 68 US-Kinder hat eine ASD - eine 30-prozentige Anstieg von 1 vor 88 zwei Jahren. Eine beträchtliche Anzahl von Menschen mit ASD haben Gen-Mutationen , die für ihren Zustand verantwortlich sind. Aber eine Reihe von Studien - insbesondere solchen, bei denen eineiige Zwillinge , in denen ein Zwilling hat ASD und der andere nicht - zeigen , dass nicht alle ASD Fällen entstehen durch Mutationen.
In der Tat, eine große Studie mit mehr als 14.000 Kinder mit ASD veröffentlicht in diesem Monat in der Zeitschrift der American Medical Association festgestellt, dass Gen -Anomalien konnte nur die Hälfte das Risiko für die Entwicklung von ASD erklären. Die andere Hälfte des Risikos entfiel auf " nicht-genetische Einflüsse ", also Umweltfaktoren, die die Bedingungen in der Gebärmutter oder eine schwangere Frau gehören könnte Stress Ebene oder Ernährung.
Medienberichte über die Ursachen der ASD haben sich auf die Tatsache, dass ältere Väter (40 und älter) sind häufiger als jüngere Väter von Kindern mit ASD haben , wahrscheinlich wegen der Gen-Mutationen , die im Laufe der Jahre in Spermien - Zellen machen akkumulieren konzentriert. Doch ältere Mütter (35 und älter) vor einem ähnlichen Risiko, das völlig unabhängig von Alter ihrer Partner ist . Aber für ältere Mütter, wissen die Wissenschaftler sehr wenig darüber , warum das Risiko besteht . Die Einstein Forscher suchten nach genetischen als auch Umwelteinflüsse, die für ältere Mütter mit einem erhöhten Risiko für Kinder mit ASD verantwortlich sein könnten .
Ihre Studie, die von Esther Berko , einer M.D. / Ph.D geführt. Schüler im Labor von John Greally , MB, v.Ch. , Ph.D., beteiligt 47 Kinder mit Asperger-Syndrom und 48 normal entwickelten (TD) Kinder von Frauen, 35 Jahre und älter. Im Gegensatz zu anderen ASD Studien, inklusive dieses eine erhebliche Anzahl von Kinder aus Minderheiten ( hispanischen und afroamerikanischen ) aus der Bronx . Gehirnzellen - die offensichtlichen Zellen zum Nachweis von genetischen und umweltbedingten Unterschiede zwischen ASD und TD Kinder untersuchen - offensichtlich nicht verwendet werden konnten . Stattdessen stellten die Forscher fest, dass , wenn solche Unterschiede existierten , sollten sie auch in einer leicht zugänglichen Zelltyp auftreten: die Mund Epithelzellen , die die Wange auskleiden.
" Wir vermuten, dass das, was Einflüsse führen zu ASD bei Kindern älterer Frauen sind wahrscheinlich schon in den Keimzellen , die den Embryo oder in den frühesten Stadien der Embryonalentwicklung produzieren vorhanden - in den Zellen , der gleichzeitig bei der Mund Epithel und das Gehirn zu geben, ", sagte Dr. Greally , Senior-Autor der Studie. " Das würde bedeuten, dass alles, was Anomalien fanden wir in den Wangenzellen von Kindern mit ASD gegenüber TD Kinder sollten ebenso in ihren Gehirnzellen vorhanden sind. " Dr. Greally ist Professor für Genetik , der Medizin und der Pädiatrie, Direktor des Zentrums für Epigenomics und Ruth L. und David S. Gottesman Fakultät Scholar für Epigenomics zu Einstein und behandelnden Arzt , Kinderheilkunde an der Kinderklinik im Montefiore .
Kleine Bürsten wurden verwendet, um schmerzfrei Ernte Wangenzellen von Kindern mit einem ASD und TD Kinder in der Bronx und in den USA, als auch in Chile und Israel. Da die Eier älterer Mütter sind anfällig für abnorme Anzahl von Chromosomen , ersten analysierten die Forscher die Zellen abnormale Chromosomenzahlen sowie andere Chromosomenstörungen , die für ASD verantwortlich sein könnten . Keine solche Probleme wurden in den Zellen der ASD oder TD Kinder gefunden.
Die Forscher untersuchten neben der Kinder Zellen zum Nachweis von Auswirkungen auf die Umwelt .
Speicher "Wenn Umwelteinflüsse wurden während der embryonalen Entwicklung ausgeübt , würden sie eine kodieren " " in Zellen , die wir als chemische Veränderungen von Genen zu erkennen ", sagte Dr. Greally . "Die meisten dieser sogenannten epigenetischen Veränderungen sind in der Form von Methylgruppen , die chemisch an die DNA binden . Solche Methylgruppen sind entscheidend für die Steuerung der Genaktivität , aber Änderungen in der Methylierungsmuster können Zellfunktion dysregulate durch Verändern der Genexpression oder durch Gene zu völlig . "
Dr. Greally und seine Kollegen durchgeführt, verschiedene Arten von genomweiten Methylierungsanalysen auf den Wangenzellen der ASD und TD Kinder , auf der Suche nach epigenomischen Unterschiede, die Umwelteinflüsse bei der Arbeit schlagen würde . ( So wie "Genom" ist als das genetische Material eines Organismus definiert , " epigenome " umfasst die Muster der Methylgruppen , die an einem Organismus gesamte Genom tragen können . )
Dies war der größte Epigenom weite Assoziationsstudie von ASD bisher mit einer einzigen reinen Zelltyp . Mit nur einem Zelltyp - epithelialen Wangenzellen in diesem Fall - verhindert, dass irreführende Ergebnisse , die auftreten können , wenn epigenomischen Studien kombinieren verschiedene Subpopulationen von Zellen . "Wir waren sehr vorsichtig , wie wir diese Studie , um das , was wir fanden, war als wissenschaftlich gültig wie möglich zu gewährleisten ", sagte Dr. Greally .
Die Forscher erkannten zwei Gruppen von Genen, die epigenetisch unverwechselbaren bei Kindern mit ASD Vergleich zu TD Kinder waren. Außerdem werden diese Gene bekannt, im Gehirn und für Proteine kodieren, in zuvor gezeigt in ASD beeinträchtigt Nervenübertragung beteiligten Funktionen ausgedrückt werden. ( . Interessanterweise sind diese beiden Gruppen von epigenetically Scheidungs Gene nicht in allen Zellen des autistischen Kindern aber nur in einer Teilmenge davon vorhanden waren - ein Phänomen, das als Mosaik ) Außerdem neigten diese zwei Gengruppen mit bereits bekannten Genen interagieren in Menschen mit ASD , mutiert werden.
"Gene miteinander interagieren , um molekulare Signalwege , die aus führen wichtige Funktionen zu erstellen ", sagte Dr. Greally . "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin , dass zumindest bei einigen Personen mit ASD , die gleichen Bahnen im Gehirn scheinen von beiden Mutationen und epigenetische Veränderungen zu treffen. So ist die Schwere der jemandes ASD kann davon ab, ob ein Gen-Mutation abhängen wird durch epigenetische begleitet Veränderungen an Genen . "
Sind Umwelteinflüsse für die epigenetische Veränderungen , die diese Gene dysregulate verantwortlich? "Wir waren in der Lage , einige andere mögliche Ursachen der ASD wie Chromosomenanomalien zu beseitigen , so dass unsere Ergebnisse stehen im Einklang mit dieser Vorstellung sind ", sagte Dr. Greally . " Im Falle von älteren Müttern mit einem Risiko für Kinder mit ASD , könnte eine mögliche Umwelteinflüsse der Alterungsprozess selbst, die epigenetische Muster in ihre Eier stören könnte sein, aber es gibt auch andere Möglichkeiten. Auch wenn noch viel mehr getan werden , unsere Studie zeigt einen plausiblen , dass Umwelteinflüsse - , die wir kennen, sind wichtig in ASD - . vielleicht übt ihre Auswirkungen "