Μοριακή μελέτη ασθενών με αυτιστική συμπεριφορά

Abstract

Autism belongs to the category of neurodevelopmental disorders and is characterized by difficulties in social interaction and communication as well as stereotypical types of behaviour. The first signs of the disorder have an onset at the age of 3 but its development is variable with respect to severity and clinical heterogeneity. The aetiology of autism has not yet been elucidated. Many factors are involved, including genetic, neuroanatomic, environmental and various pathological conditions, which interact and contribute in different ways and degrees to the onset and development of the disorder. During the last decade, predisposing genes and genetic loci are under investigation. Mutations in two X-linked neuroligin genes, NLGN3 (Xq13.1) and NLGN4X (Xp22.33), have been implicated in the pathogenesis of autism. The present study aims to explore for the first time the contribution of NLGN3 and NLGN4X genetic variants in Greek patients with Autism Spectrum Disorders (ASD), in order to investigate further the potential contribution of mutations in these two genes in individuals with this disorder. Based on published literature, 169 patients with ASD were screened for: 1) mutations in exon 6 of NLGN3 and exon 5 of NLGN4X, and 2) the presence of mutation c.222C>T (p.Y74Y) in exon 2 of NLGN3. In addition, 40 patients with diagnosis of autistic disorder were selected out of 169 and sequenced on the full length coding regions of the NLGN3 and NLGN4X genes. Interesting nucleotide changes were identified in NLGN4X : a) one substitution mutation, c.1597A>G in exon 5, leading to the amino acid substitution p.K378R in the protein, b) one novel variant, c.-206G>C, in the 5’ untranslated region of exon 2, c) one non-validated SNP, rs111953947, in the promoter. Analysis performed predicts that the above variants are benign or polymorphisms.The low frequency of mutations in NLGN3 and NLGN4X genes reported in the literature, in addition to the lack of association of mutations with specific phenotypes, do not encourage the wide application of clinical screening of these two genes in patients with ASD. Overall, it seems that one variation in one neuroligin gene cannot sufficiently account for ASD and cognitive underdevelopment in the majority of cases. Development of the ASD phenotype emanates from interacting gene variants in various cellular pathways under the influence of epigenetic and/or environmental factors. Assessment and evaluation of genetic findings in ASD needs comprehensive data management with large-scale research, in order to unveil eventually a more lucid picture on the pathogenesis of ASD.

Ο αυτισμός ανήκει στις νευροαναπτυξιακές διαταραχές και χαρακτηρίζεται από δυσκολίες στην κοινωνική αλληλεπίδραση και επικοινωνία καθώς και στερεότυπη συμπεριφορά. Οι πρώτες ενδείξεις εμφανίζονται πριν την ηλικία των 3 ετών, εξελίσσεται όμως με διαφόρου βαθμού βαρύτητα και κλινική ποικιλομορφία. Η αιτιολογία του αυτισμού δεν έχει πλήρως διαλευκανθεί. Εμπλέκονται πολλοί παράγοντες, όπως γενετικοί, νευροανατομικοί, περιβαλλοντικοί και συνυπάρχουσες παθολογικές καταστάσεις που αλληλεπιδρούν και συμβάλλουν με διαφορετικό τρόπο και βαθμό στην εμφάνιση και εξέλιξη της διαταραχής. Την τελευταία δεκαετία έχουν γίνει σημαντικές πρόοδοι διεθνώς στη διερεύνηση προδιαθεσικών γονιδίων και γενετικών τόπων.Μεταλλάξεις στα φυλοσύνδετα γονίδια της νευρολιγίνης, NLGN3 (Xq13.1) και NLGN4X (Xp22.33), έχουν εμπλακεί στην παθογένεση του αυτισμού, αν και με αντικρουόμενα αποτελέσματα έως σήμερα. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η ανίχνευση μεταλλάξεων στα δύο αυτά γονίδια σε ασθενείς με αυτιστική συμπεριφορά σε ομοιογενή Ελληνικό πληθυσμό, ούτως ώστε να καθοριστεί επαρκώς η δυνητική συνεισφορά τους στην αυτιστική διαταραχή. Σύμφωνα με δημοσιευμένα ευρήματα της διεθνούς βιβλιογραφίας, εξετάστηκαν 169 ασθενείς με διαταραχές αυτιστικού φάσματος (ΔΑΦ) για: 1) μεταλλάξεις στo εξόνιo 6 του NLGN3 και στo εξόνιo 5 του NLGN4X, 2) την παρουσία της μετάλλαξης c.222C>T (p.Y74Y) στο εξόνιο 2 του NLGN3. Επιπλέον, επιλέχθηκαν 40 από τους 169 ασθενείς με διάγνωση αυτιστικής διαταραχής, οι οποίοι εξετάστηκαν με αλληλούχιση του DNA σε όλα τα εξόνια των NLGN3 και NLGN4X. Από τη μελέτη εντοπίστηκαν στο NLGN4X γονίδιο: α) μία αντικατάσταση, c.1597A>G στο εξόνιο 5, που οδηγεί σε αντικατάσταση αμινοξέος στην πρωτεΐνη p.K378R, β) ένας καινούργιος πολυμορφισμός, c.-206G>C στην 5’ αμετάφραστη περιοχή του γονιδίου (εξόνιο 2), γ) ένα μη αξιολογημένο SNP, rs111953947, c.-705A>G, στον υποκινητή. Από την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, προβλέπεται ότι οι ανωτέρω παραλλαγές είναι καλοήθεις ή πολυμορφισμοί.Η διεθνώς παρατηρηθείσα χαμηλή συχνότητα των μεταλλάξεων στα γονίδια NLGN3 και NLGN4Χ αλλά και η έλλειψη συσχέτισης των μεταλλάξεων με ειδικό φαινότυπο, δεν προτρέπουν στην ευρύτερη κλινική εφαρμογή του ελέγχου σε αυτά τα γονίδια στους ασθενείς με ΔΑΦ. Από το σύνολο των μελετών φαίνεται ότι η ύπαρξη μίας μόνο μετάλλαξης σε ένα γονίδιο νευρολιγίνης, μεγαλύτερης ή μικρότερης επίδρασης στην παραγόμενη πρωτεΐνη, δεν αποτελεί ισχυρό στοιχείο που να εξηγεί τον φαινότυπο των ΔΑΦ και της νοητικής υστέρησης (ΝΥ) στην πλειοψηφία των περιπτώσεων. Είναι προφανές ότι η εμφάνιση των ΔΑΦ προέρχεται από την αλληλεπίδραση γονιδίων, τα οποία φέρουν καλοήθεις ή κακοήθεις πολυμορφισμούς και συμμετέχουν σε κρίσιμα κυτταρικά μονοπάτια, υπό την επίδραση επιγενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων. Η αξιολόγηση και εκτίμηση αυτών των πολυμορφισμών χρειάζεται ολοκληρωμένη διαχείρηση των δεδομένων που τις συνοδεύουν σε μεγάλο αριθμό ερευνητικών κέντρων, ούτως ώστε να αποκαλυφθεί τελικά μια πιο ευκρινής εικόνα σχετικά με τις διαδικασίες παθογένεσης αυτής της πολύπλοκης και πολυπαραγοντικής διαταραχής.