Világszerte minden 700 csecsemő számára Down-szindrómás születik. A modern diagnosztikai módszerek képesek az embrióban szó szerinti értelemben vett hírhedt extra kromoszómát kimutatni. De sokan inkább nem tudnak semmit, és néhányan, még ha hallanak is egy ilyen diagnózist, úgy döntenek, hogy szülnek.
A Down-szindróma nemzetközi napját a harmadik hónap huszonegyedikén ünneplik nyolcadik egymást követő évben. A dátum nem véletlen: március 21-én társultak a 21. kromoszóma három példányához - a világ leggyakoribb genetikai patológiájához. A szindróma elképesztő és titokzatos: az elmúlt évszázadban a világon átlagosan ugyanannyi, azonos fizikai és mentális rendellenességgel rendelkező, szinte azonos gyermek született. Egy extra kromoszóma megjelenése a magzatban nem függ a fajtól, a szülők lakóhelyétől, életstílusától és egészségi állapotától.
Ezt a szindrómát először Langdon Down (1828-1896) angol orvos írta le. 1866-ban "Megfigyelések az értelmi fogyatékos emberek etnikai osztályozásáról" című munkájában leírta a mentális fogyatékossággal élő emberek morfológiai jellemzőit. Az ilyen gyermek külsőleg különbözik más gyermekektől: ferde szem alakú, kicsi a feje, lapos arca van, szabálytalan a harapása, rövid a karja és a lába. Zavart a mozgások koordinációja és gyenge az izomtónusa.
A külső jellemzők részletes felsorolása mellett Dr. Down megjegyezte, hogy a gyermekeknek gyakran vannak szív- és endokrin rendellenességei, és a fogyatékossággal élő gyermekek tanulhatók. Down rámutatott az artikulációs torna fontosságára beszédük fejlődésében, valamint a gyermekek utánzási hajlandóságára, amely hozzájárulhat a tanuláshoz. Langdon Down helyesen állapította meg, hogy ez a szindróma veleszületett, de tévesen társította a szülői tuberkulózissal. Down 1887-ben kiadott egy teljesebb monográfiát: "Mentális betegségek gyermekeknél és serdülőknél". Később a mentális retardáció szindrómáját Dr. Downról nevezték el.
Langdon Down tévesen úgy vélte, hogy a gyermek mentális fogyatékossága a szülők tuberkulózisával függ össze. Ma már ismert, hogy a Down-szindrómás csecsemő születésének kockázata az anya korától függ. Az évek során nő a genetikai hibák száma, és nő a beteg gyermek születésének kockázata. A 25 évesnél fiatalabb nők esetében a beteg gyermek születésének valószínűsége 1/1400, 30 - 1/1000, 35 éves korban a kockázat 1/350-re, 42 évesen - 1/60, és 49 éves korig - 1 / 12. Furcsa módon az anyai nagymama életkora is fontos. Minél idősebb volt a nagymama, amikor megszülte lányát, annál nagyobb a valószínűsége annak, hogy Down-szindrómás unokáját vagy unokáját fogja megszülni.
Langdon Down egy csodálatos példát idézett egyik páciensére is, aki mongoloid arcú és egyéb jellegzetes csontrendszeri rendellenességekkel mégis elképesztő emlékezetű volt, hatalmas részleteket olvasott fel az orvosnak a híres brit történész, Edward Gibbon (1737-1794) alapvető művéből. a Római Birodalom bukása”. Ma ezzel a példával mutatnánk ki, hogy az Alzheimer-kórtól eltérően a Down-szindróma patológiája nem érinti a csikóhal vagy a hippokampuszt, amely az agy temporális lebenyében mélyen helyezkedik el, és a limbikus rendszer fő szerkezete. Az embereknél a hippokampusz károsodása károsítja a károsodás pillanatához közeli események emlékezetét, a memorizálást, az új információk feldolgozását és a térbeli jelek különbségét.
Promóciós videó:
Extra kromoszóma
A szindróma leírása után majdnem egy évszázadon keresztül a tudósok még mindig nem tudták megszámolni az emberi kromoszómák számát. Végül ez megtörtént, és a bukások problémájával foglalkozó orvosok meglepetésükre felfedezték, hogy az agy és az arcváz patológiáját az úgynevezett trisomia vagy a 21. pár három kromoszómájának jelenléte okozta. A betegség oka a kromoszóma divergencia folyamatának megsértése az ivarsejtek (petesejtek és spermiumok) kialakulása során, amelynek eredményeként a gyermek az anyától (az esetek 90% -ában) vagy az apától (az esetek 10% -ában) extra 21. kromoszómát kap.
Később kiderült, hogy Down-szindróma a 21. pár normális, azaz kettő kromoszómájának jelenlétében is előfordulhat. De ugyanakkor bekövetkezik az egyik kromoszóma egy szakaszának megduplázódása vagy megduplázódása, aminek következtében a kromoszóma kóros töredéke határozatlan számú ismeretlen génnel jelenik meg. Csak az emberi genom dekódolásával kapcsolatos munka befejezése után kezdett fokozatosan tisztulni.
Miért betegednek meg a Down-szindrómában szenvedők?
A betegség genetikai természetének megértésében a fő áttörés egy ismeretlen fehérje felfedezéséhez kapcsolódott. Kifejezett enzimatikus tulajdonságokkal rendelkezett, amelyeket az immunrendszer sejtjeinek (T-limfociták) kifejlődésének genetikai hátterének tanulmányozása során fedeztek fel, miután azokat különféle antigénekkel aktiválták. A T-limfociták közé tartoznak különösen a "segítők", amelyek elősegítik az immunválasz kiváltását.
Az aktivált limfocitákban megnő az úgynevezett NFAT nukleáris faktor koncentrációja, amely a citoplazmából átjut a sejtmagba és „bekapcsolja” az immunvédő géneket. Ezen gének egyike egy olyan DNS-darab, amely egy fehérjecsatornát kódol, amelyen keresztül a kalciumionok átjutnak a citoplazmába. Az aktivált T-limfocitákban a kalcium koncentrációjának növekedése kiváltja fejlődésüket és osztódásukat, ezért maga az immunfolyamat.
A Down-szindróma genetikai rendellenességekkel társul a 21. kromoszómapárban. Ebben fontos szerepet játszik a nemrégiben vizsgált DYRK enzim, amelynek génje a "Down-szindróma kritikus zónájának" közvetlen közelében helyezkedik el.
Az RNS-interferencia-módszer, amely magában foglalja a kis RNS-molekulák "interferenciáját", amelyek specifikus enzimek segítségével elpusztítják a magtól a citoplazmáig genetikai "parancsokat" hordozó hosszú messenger-RNS-molekulákat, lehetővé tette egyes gének "kikapcsolását" és az egész folyamat részletes tanulmányozását.
Ekkor fedeztek fel egy ismeretlen fehérjét - egy kettős funkciójú kináz enzimet, amelyet "kettős specifikus kináznak" (DYRK) neveztek. Egyrészt "kioltja" a kalcineurin aktivitását, ezáltal az NFAT nukleáris faktort a citoplazmában tartja, másrészt elnyomja magát az NFAT nukleáris faktort, megakadályozva más enzimek általi aktiválódását.
Ennek a csodálatos jelenségnek a megfejtése felkeltette a tudósok figyelmét. Charles A. Hoeffer, a houloni Baylor College of Medicine orvosa, Asim Dey, a Texasi Egyetem délnyugati orvosi központja és kollégáik a The Journal of Neuroscience 2007-ben megjelent tanulmányában megjegyezték, hogy a DYRK gén a 21. kromoszómán található, a Down-szindróma kritikus zónájának közvetlen közelében. A DYRK felfedezése után vált világossá, hogy a mentális rendellenességek és a csontváz rendellenességei mellett miért figyelhetők meg immunrendellenességek a Down-szindrómában is.
A kutatók az NFAT és a kalcineurin gének letiltásával konstruálták a Down-szindróma egérmodelljét. E legfontosabb sejtregulátorok "kikapcsolása" olyan egerek születéséhez vezetett, amelyek jellegzetes változásokkal jártak nemcsak a szervezet egészében, hanem intelligenciájuk szintjén is. A tudósok tesztelték az egerek képességét az útvesztőkben való eligazodásban és a biztonsági szigetek megtalálásában a medencében.
A kutatók kettős specifitással rendelkező kinázt fedeztek fel, és a kalcineurin, amely különösen fontos a frontális lebeny kéregében található idegsejtek normális fejlődése szempontjából, egerekkel végzett kísérletek során bizonyította értékét. Ez a felfedezés megerősíti a fejlődő magzat idegi és immunrendszerének embrionális fejlődésének közösségét is.
A Down-szindróma blokkolja a rákot?
Thomas E. Sussan, Annan Yang, a Johns Hopkins Egyetem Orvostudományi Karának munkatársai és munkatársai a Down-szindróma egérmodelljével is együttműködtek a rák növekedésének mechanizmusainak megértésében. 2008 januárjában kutatásaik eredményeit a Nature folyóiratban tették közzé. Az úgynevezett Ars protektor génről beszélünk, amely rendesen megvéd minket a vastagbél adenomatózus polipózistól, amelyben a vastagbél nyálkahártyájában mirigypolipok nőnek. Az Ars gén mutációja „eltávolítja” a védelmet, ezáltal megnyitva az utat e sejtek degenerációjának és a daganatok kialakulásának.
A tudósok meglepetésének nem volt korlátja, amikor megállapították, hogy a Down-szindrómás és a mutáns Ars génnel rendelkező, polipózisra hajlamos egerek hibridjeiben a béldaganatok 44% -kal kevesebbet voltak megfigyelhetők, mint egészséges egerek és egerek mutáns Ars génnel való keresztezésénél.
Az egerek a 16. kromoszómájuk három példányát hordozták magukban, amely a 21. emberi génpár homológjainak 50% -át tartalmazza. Különösen érdekesek voltak a Down-szindrómás egerek, amelyek 16 párjának genomjában csak 33 humán homológ található. Az Ets génnek volt a legnagyobb aktivitása e „33 hős” között, amelynek daganatellenes hatása a kópiaszámától függ.
Rövidítése a "[rákos] átalakulás korai szakaszát" jelenti. Normális esetben a gén a daganat növekedésének visszatartó tényezője is, de a mutáció után a gén éppen ellenkezőleg, a daganat növekedését ösztönzi, és régóta a rák "elősegítésének" génjeként ismert. Egerekben az emlődaganatok sejtjeiben, majd emberben fedezték fel.
Mint gyakran előfordul, az új felfedezések nem tisztázták a Down-szindróma kialakulásának képét, hanem csak még jobban összezavarták. A tudósoknak még nem kellett kideríteniük, hogy a kognitív, csontváz- és immunrendszeri rendellenességek formájában megnyilvánuló szindróma hirtelen hogyan kapcsolódik a rák növekedéséhez. Ma már ismert, hogy a rák főként az életkor előrehaladtával növekvő immunhiány hátterében alakul ki, ezért ezt a betegséget idős kor betegségének is nevezik.
16 éves korában a csecsemőmirigyünk vagy a csecsemőmirigyünk százmillió vagy annál több antigénre képes reagálni. 60 éves korára csak kétmillióra reagál. De hogyan függ össze ez az idegsejtek halálával, amelyek, mint tudják, egyáltalán nem osztódnak (csak néhány őssejt osztódik), ami mentális fogyatékossághoz vezet.
Így a Down-szindróma további kutatása olyan fontos felfedezések lehetőségét nyitja meg, amelyek különféle problémákra deríthetnek fényt: immunrendszer, rák, csontvázképződés és az idegsejtek életképessége. Következésképpen az orvosok és a biológusok munkája az út a Down-szindrómás gyermekek molekuláris terápiájának lehetőségeinek kiaknázásához korai életkorban, amikor az agy képes a változásokra leginkább.