Исследование, опубликованное сегодня в Медицинском журнале Новой Англии, является одним из первых, показывающих изменяющие жизнь преимущества полногеномного секвенирования для детей с определенными видами умственной отсталости. Работой руководили исследователи из Детской больницы Британской Колумбии, агентства провинциального управления здравоохранения, и Университета Британской Колумбии.
Исследователи диагностировали 68% из 41 семьи в исследовании с точным основным генетическим заболеванием и, основываясь на этом, смогли предложить целенаправленное лечение более чем 40% случаев. Они также обнаружили 11 новых генов болезней и описали новые физические черты и симптомы, связанные с рядом известных заболеваний.
"Это исследование очень обнадеживает, потому что для подгруппы пациентов мы можем определить генетическую основу их умственной отсталости, а затем определить правильное вмешательство," говорит доктор. Клара ван Карнебик, ведущий автор исследования, педиатр и биохимический генетик в Детской больнице Британской Колумбии и главный исследователь Центра молекулярной медицины и терапии Университета Британской Колумбии. "У персонализированной медицины впереди светлое будущее, основанное на генетической диагностике."
У некоторых людей умственная отсталость возникает из-за редких генетических состояний, которые мешают процессам, которые организм использует для расщепления пищи. Из-за этих метаболических дисфункций возникает дефицит энергии и накопление токсичных веществ в мозгу и теле, что приводит к таким симптомам, как задержка развития и когнитивные функции, эпилепсия и дисфункция органов. Некоторые из этих редких заболеваний поддаются лечению, направленному на метаболическую дисфункцию на клеточном уровне, и варьируются от простых вмешательств, таких как диетические изменения, витаминные добавки и лекарства, до более инвазивных процедур, таких как пересадка костного мозга. Поскольку правильное лечение может улучшить когнитивные функции или замедлить или остановить необратимое повреждение мозга, раннее вмешательство может улучшить результаты на всю жизнь для пострадавших детей и их семей.
Доктор. Работа ван Карнебека меняет парадигму диагностики и лечения этих состояний. В предыдущем исследовании ее команда разработала мобильное приложение, которое помогает клиницистам анализировать симптомы пациента с умственной отсталостью и ставить диагноз как можно раньше на основе наилучших доступных доказательств.
Целью настоящего исследования было диагностировать пациентов с генетическими заболеваниями, а также обнаружить и описать новые заболевания, потенциально поддающиеся лечению. В исследование были включены пациенты с нарушениями развития нервной системы, которые, по подозрению врачей, имели генетическое или метаболическое происхождение, но не были диагностированы с помощью традиционных методов. Все дети, участвовавшие в исследовании, были направлены врачами Детской больницы Британской Колумбии, за исключением трех пациентов из других стран.
Доктор. ван Карнебик и ее команда проверили детей и их родителей, используя комбинацию метаболомного (крупномасштабного химического) анализа и типа геномного секвенирования, называемого секвенированием всего экзома. С помощью этой современной техники эксперты анализируют и интерпретируют часть ДНК, которая кодирует белки.
В ходе исследования исследователи обнаружили новое генетическое заболевание, называемое дефицитом карбоангидразы VA, которое в раннем детстве проявляется опасной для жизни сонливостью и комой из-за гипераммонемии (накопление токсина, если клетки организма не могут должным образом расщеплять белки в энергию). Исследователи обнаружили, что препарат под названием карглуминовая кислота может предотвратить повреждение головного мозга у детей с этим заболеванием.
Исследователи также обнаружили новое метаболическое заболевание, называемое дефицитом глутаминовой оксалоуксусной трансаминазы 2, которое поражает мозг и характеризуется небольшим размером головы, судорогами и задержкой развития. Лечение аминокислотой серин и витамином B6 улучшило симптомы.
Исследование также дает представление о развитии и функционировании мозга. Например, важность выработки сиаловой кислоты для нормального развития мозга и костей была продемонстрирована обнаружением дефицита NANS у одного из пациентов, участвовавших в исследовании TIDEX. Подробное описание этого расстройства у девяти человек из B.C. и Европа с костными аномалиями и умственной отсталостью, а также потенциальные цели лечения будут опубликованы 23 мая в журнале Nature Genetics доктором Суперти-Фургой (Лозанна, Швейцария) и международной группой, в которую входят доктор. ван Карнебик.
"Наши результаты открывают путь к лечению, изменяющему жизнь, для небольшого, но значимого процента пациентов," говорит доктор. ван Карнебик. "Мы узнаем больше о функции мозга и механизмах, лежащих в основе умственной отсталости. Эти результаты важны для людей во всем мире, которые страдают этими редкими заболеваниями."