Perinnölliset sairaudet sisältävät suuren joukon sairauksia, jotka siirtyvät sukupolvelta toiselle, ne ovat niitä, jotka "esiintyvät perheessä" ja joilla on geneettinen alkuperä, eli näiden sairauksien periytymisen syy on geneettinen perinnöllisyys. Siksi, jotta ymmärrät, mistä tässä sairausryhmässä on kyse, on välttämätöntä ymmärtää, miten geneettinen perinnöllisyys toimii, ja tätä varten pyydämme sinua lukemaan blogi geneettisestä perinnöstä ja sukujuurista, josta löydät hyödyllistä tietoa, kuten DNA:n organisoinnista ja erityyppisistä mutaatioista, joita voimme löytää. On tärkeää ymmärtää se kaikki geneettiset sairaudet eivät ole periytyviä, koska sairauteen johtava geneettinen mutaatio voi tapahtua spontaanisti tai ympäristötekijöiden vaikutuksesta.
Kun tiedämme, mistä geneettisessä perinnössä on kyse, voimme luokitella sen kahteen tyyppiin: Mendelin perinnöllinen ja polygeeninen perinnöllisyys sen mukaan, onko se seurausta yhdestä geenistä vai useista geeneistä. Molemmat periytymistyypit liittyvät ydingenomiin, mutta tämän lisäksi löydämme mitokondrioiden perinnön, joka nimensä mukaisesti liittyy mitokondrioihin.
Geneettisen perinnön tyypit
Mendelin perintö
Mendelin perinnöllisyys selittyy yhden geenin seurauksena. Se on nimensä velkaa itävaltalaiselle munkin Gregor Mendelille, joka määritteli tämäntyyppisen perinnön mallit 19-luvulla tuhansien hernekasveilla tehtyjen kokeiden ansiosta [1].
Mendelin perinnössä voidaan tehdä toinen luokitus asiaan liittyvän geenin kromosomaalisen sijainnin mukaan, mikä erottaa autosomaalisen periytymisen ja sukupuoleen liittyvän perinnön.
Autosomaalinen perinnöllinen
Autosomaalinen perinnöllinen on perinnöllinen, joka liittyy johonkin 22 autosomaalisesta kromosomista. Koska näiden kromosomien perinnöllisyys on riippumaton sukupuolesta, tämän tyyppinen geneettinen perinnöllisyys vaikuttaa miehiin ja naisiin yhtä lailla. Autosomaalinen periytyminen puolestaan voidaan luokitella autosomaaliseen resessiiviseen ja autosomaaliseen dominanttiin perintöön.
varten Autosomaalinen resessiivinen perintö tapahtuakseen, henkilöllä on oltava kaksi kopiota mutatoidusta geenistä, kun taas ihmisiä, joilla on yksi kopio, kutsutaan kantajiksi, eikä heillä ole taudin piirteitä [2]. Esimerkki perinnöllisestä sairaudesta, jossa on autosomaalista resessiivistä perinnöllisyyttä, on kystinen fibroosi.
Kystinen fibroosi aiheuttaa vakavia vaurioita ensisijaisesti keuhkoihin ja ruoansulatuskanavaan, vaikka se voi vaikuttaa muihin kehon elimiin. Solutasolla se vaikuttaa soluihin, jotka tuottavat limaa, hikeä ja ruoansulatusnesteitä eli sisäisiä nesteitä erittävät solut. Nämä nesteet tulevat kystisen fibroosin vuoksi tahmeiksi ja paksuiksi, jolloin ne tukkivat sisäisiä putkia ja kanavia, erityisesti keuhkoissa ja haimassa [3].
Tähän perinnölliseen sairauteen liittyvä geeni on kystisen fibroosin transmembraanisen konduktanssin säätelijägeeni (CFTR), joka koodaa samannimistä proteiinia. CFTR-proteiinia löytyy solukalvoista ja sillä on keskeinen rooli natriumin, kloridin, veden ja bikarbonaatin erittymisen säätelyssä. Tämän proteiinin muutosten seurauksena on paksua, tahmeaa limaa hengitys-, ruoansulatus- ja lisääntymisjärjestelmissä sekä lisääntynyt suola hiessä [4].
CFTR-geenissä on kuvattu monia mutaatioita, ja spesifinen sairauden aiheuttava mutaatio määrää taudin vakavuuden.
Jotta henkilöllä olisi kystinen fibroosi, koska periytyminen on autosomaalista resessiivistä, hänellä on oltava kaksi kopiota mutatoituneesta geenistä, joten heidän vanhemmillaan on oltava vähintään yksi kopio mutatoituneesta geenistä kummallakin. Vanhemmilla ei kuitenkaan välttämättä tarvitse olla sairautta, koska molemmat voivat olla vain taudin kantajia.
Autosomaalinen hallitseva perintö on ominaista läsnäolo a yksi kopio mutatoidusta geenistä riittää taudin kehittymiseen.
On olemassa useita tällaisia perinnöllisiä sairauksia, mukaan lukien tietyntyyppiset osteogenesis imperfecta, esimerkiksi osteogenesis imperfecta tyyppi 3, tunnetaan myös nimellä vaikea osteogenesis imperfecta, joka on harvinainen sairaus, eli sitä sairastaa alle 5 ihmistä 10,000 XNUMX:sta. Sille on ominaista lisääntynyt luun hauraus, mikä johtaa toistuviin murtumiin ja pitkien putkiluiden muodonmuutokseen. Muita oireita, joita voi esiintyä, ovat lyhytkasvuisuus, löysät nivelsiteet ja osteopenia (vähentynyt luun mineraalitiheys).
Osteogenesis imperfecta johtuu synnynnäisestä kollageenin tuotannon puutteesta, joka tyypin 3 tapauksessa johtuu mutaatiosta kollageeniproteiineja koodaavassa geenissä COL1A1 tai COL1A2 [5].
Sukupuoleen liittyvä perintö
Sukupuoleen liittyvä perintö välittyy sukupuolikromosomien, joko X- tai Y-kromosomien kautta. Biologisilla naisilla on kaksi kopiota X-kromosomista eikä yhtään Y-kromosomista, kun taas biologisilla miehillä on yksi kopio X-kromosomista ja yksi kopio Y-kromosomista.
Sukupuolisidonnaisessa perinnössä erotetaan X-sidottu perintö ja Y-sidottu perinnö.
In Y-kytketyt perinnölliset sairaudet, koska biologiset miehet ovat ainoita, joilla on kopio Y-kromosomista, tämän tyyppinen perinnöllisyys koskee vain miehiä, jotka ilmaisevat taudin aina, kun mutatoitunut geeni on läsnä.
In X-liittyvät sairaudet, koska naisilla on kaksi kopiota X-kromosomista ja miehillä vain yksi, periytymismallit muuttuvat sukupuolen mukaan. Yleensä sairastuneet ovat miehiä, koska yksi kopio mutatoidusta geenistä riittää aiheuttamaan taudin. Sisään naaraat, geenin molemmat kopiot on mutatoitava sairauden ilmaantumiseksi, mikä on vähemmän todennäköistä. Geenin yhden mutatoidun kopion ja toisen mutatoitumattoman kopion läsnäolo voi aiheuttaa lievempiä oireita tai ei ollenkaan oireita ollenkaan. Jälkimmäisessä tapauksessa puhumme naisesta harjoittajat.
Esimerkki X-kytketystä patologiasta on X-kytketty sentronukleaarinen myopatia, tunnetaan myös nimellä myotubulaarinen myopatia. Tämä on harvinainen sairaus, joka vaikuttaa luustolihakseen ja aiheuttaa lihasheikkoutta. Se johtuu mutaatiosta MTM1 geeni, sijaitsee ihmisen X-kromosomissa ja vaikuttaa lähes yksinomaan biologisiin miehiin. Naispuoliset kantajat ovat yleensä oireettomia, vaikka harvinaisissa tapauksissa naisten on kuvattu esiintyvän heterotsygootissa [6].
Polygeeninen perinnöllinen
Polygeeninen perinnöllisyys on periytymismalli, jonka määräävät geneettiset tekijät, yleensä useat geenit, ja ympäristötekijät. Siksi sitä kutsutaan myös nimellä monitekijäinen. Tällaista periytymistä seuraavissa sairauksissa yhden tai useamman patogeenisen mutaation periytyminen ei välttämättä tarkoita taudin kehittymistä, koska ympäristötekijällä on erittäin tärkeä rooli, vaikka se merkitseekin lisääntynyttä riskiä.
Näissä sairauksissa herkkyys tai geneettinen taipumus kärsiä niistä lasketaan matemaattisten mallien avulla, joissa patogeenisten polymorfismien katsotaan olevan additiivisia.
Tunnetuimpia tämän tyyppisiä perinnöllisiä sairauksia ovat diabetes, tietyt sydän- ja verisuonitaudit, multippeliskleroosi ja tietyt syövät.
Rintasyöpä
Yksi tutkituimmista esimerkeistä on Rintasyövän ja sen suhde mutaatioihin BRCA1 ja BRCA2 geenejä.
Vaikka rintasyövän etiologiaa ei täysin tunneta, hormonaalisia, lisääntymiseen liittyviä ja perinnöllisiä riskitekijöitä on kuvattu. Mitä tulee perinnöllisyyteen, tämäntyyppisille syöville on määritelty alaryhmä, jolle on tunnusomaista BRCA1- ja BRCA2-mutaatiot. Uusimpien epidemiologisten tutkimusten mukaan 5–10 % rintasyövistä vastaa näiden geenien perinnöllisiä mutaatioita. Nämä geenit luokitellaan kasvaimen suppressorigeeneiksi, koska ne koodaavat DNA:n korjaukseen osallistuvia proteiineja. Siksi näiden geenien mutaatiot, jotka johtavat niiden toiminnan menettämiseen, lisäävät kasvaimen kehittymisen todennäköisyyttä [7].
Genetiikan lisäksi muita rintasyövän riskitekijöitä ovat muun muassa ikä, hormonikorvaushoidot, kuten tietyt suun kautta otettavat ehkäisyvalmisteet, ja alkoholin käyttö.
Multippeliskleroosi
Toinen esimerkki sairaudesta, joka periytyy polygeenisen periytymismallin kautta, on multippeliskleroosi. Multippeliskleroosin riski yleisessä väestössä on 0.1-0.2 %, kun taas sairastavan potilaan välittömällä sukulaisella se on 2.5-5 % [8].
Vaikka suuressa osassa diagnosoituja tapauksia ei ole sukuhistoriaa, niitä on geneettisiä tekijöitä, jotka lisäävät alttiutta sairastua tähän sairauteen. Nämä geneettiset tekijät voivat olla perinnöllisiä tai eivät. Lisäksi, koska kyseessä on monitekijäinen sairaus, myös ulkoisilla tekijöillä on tärkeä rooli sen kehittymisessä.
Multippeliskleroosi on perinnöllinen autoimmuunisairaus, joka vaikuttaa keskushermostoon: immuunijärjestelmä hyökkää vahingossa hermosoluja peittävää suojavaippaa (myeliiniä) vastaan aiheuttaen viestintäongelmia aivojen ja muun kehon välillä. Suurin osa multippeliskleroosidiagnooseista esiintyy 20–40-vuotiailla ihmisillä.
Jos esimerkiksi identtiset kaksoset jakavat koko geneettisen rakenteensa, riski, että toinen heistä sairastuu multippeliskleroosiin, jos toisella on se, on 18.2 %. Epäidenttisillä kaksosilla se on 4.6 %, kun taas ei-identtisillä kaksosilla todennäköisyys laskee 2.7 prosenttiin. Uskotaan, että epäidenttisillä kaksosilla on suurempi todennäköisyys kuin yhteisillä sisaruksilla, koska he kokevat hyvin läheisesti samoja ympäristötekijöitä.
Tällä hetkellä, yli 200 mutaatiota on yhdistetty multippeliskleroosin kehittymisriskiin. Vaikuttavia geenejä ovat esimerkiksi geenit, jotka koodaavat erilaisia interleukiineja (immuunijärjestelmän proteiineja), kuten IL12A, IL12Bja interleukiinireseptoreita koodaavat geenit, kuten IL7R geeni [9].
Mitokondriaalinen perinnöllinen
Mitokondrioiden periytyminen kattaa mitokondrioiden genomiin sisältyvien geenien periytymisen. Mitokondriot ovat vain perinnöllisiä äidillisesti, joten tämäntyyppinen perinnöllisyys on yksinomaan tälle polulle. Siksi, jos naiset ovat mitokondrioiden DNA:n mutaation kantajia, he välittävät sen aina jälkeläisilleen (sekä pojille että tyttäreille), kun taas miehet eivät koskaan tee niin.
Tämän tyyppisen perinnön ymmärtämiseksi paremmin on tarpeen selventää, mikä mitokondrio on. Mitokondriot ovat soluorganelleja, joita löytyy solujen sytoplasmasta (eli ytimen ulkopuolella). Mitokondrioiden päätehtävä on energiantuotanto, ja ne koodaavat omia proteiinejaan, koska ne sisältävät oman DNA:n. Mitokondrioiden määrä solua kohden vaihtelee solutyypin mukaan, jopa 500 mitokondriota solua kohden. Tämä voi aiheuttaa erilaista geneettistä materiaalia sisältävien mitokondrioiden esiintymistä solussa (satunnaisista mutaatioista johtuen). Tätä kutsutaan heteroplasmiaksi, ja se määrittää tämäntyyppisten perinnöllisten sairauksien vakavuuden [10].
Esimerkki sairaudesta, jolla on perinnöllinen mitokondrio, on mitokondrio-DNA:han liittyvä Leighin oireyhtymä, Leighin oireyhtymän alatyyppi, jolle kliinisesti ovat tunnusomaisia enkefalopatia, maitohappoasidoosi, kohtaukset, kardiomyopatia, hengityshäiriöt ja kehityksen viivästyminen, ja ne alkavat lapsena tai varhaislapsuudessa [11].
Bibliografia
[1] Herencia mendeliana. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Herencia-mendeliana Käytetty: 2022-12-09
[2] Definición de herencia autosómica recesiva – Diccionario de cancer del NCI – NCI https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/herencia-autosomica-recesiva Käytetty: 2022-12-09
[3] Kystinen fibroosi – Oireet ja syyt – Mayo Clinic https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/cystic-fibrosis/symptoms-causes/syc-20353700 Käytetty: 2022-12-09
[4] Función del CFTR: más allá de la fibrosis quística. Xavier Molero Richard. Gastroenterología y Hepatología Continuada, 6, 5, 9 2007. doi: 10.1016/S1578-1550(07)75685-1
[5] Enfermedades raras: osteogénesis imperfecta, una revisión bibliográfica. https://revistasanitariadeinvestigacion.com/enfermedades-raras-osteogenesis-imperfecta-una-revision-bibliografica/ Käytetty: 2022-12-09
[6] X-kytketty myotubulaarinen myopatia. James J Dowling, Michael W Lawlor et ai. GeneReviews®, 8. 2018
[7] Cáncer de mama y ovario hereditario: prevención primaria y secundaria en mujeres portadoras de mutación en los genes BRCA1 y BRCA2. Gemma Llort, Mercè Peris et ai. Medicina Clínica, 128, 12, 3, 2007
[8] Esclerosis Múltiple y Genetica – Dra. Mar Mendibe [julkinen helmikuu 2007; revisado junio 2011; konsultado nov. 2022] Saatavilla fi: https://www.esclerosismultipleeuskadi.org/esclerosis-multiple-y-genetica/#:~:text=Mar%20Mendibe-,La%20Esclerosis%20M%C3%BAltiple%20(EM)%20NO%20es%20una%20enfermedad%20hereditaria%20aunque,factores%20ambientales%2C%20gen%C3%A9ticos%20e%20inmunol%C3%B3gicos.
[9] La influencia de la genética en Esclerosis Múltiple – Esclerosis Múltiple España. Fuente:Federación Internacional de Esclerosis Múltiple [julkaisu marraskuuta 2018; konsultado nov. 2022] Saatavilla fi: https://esclerosismultiple.com/genetica-en-esclerosis-multiple/
[10] Mitokondriaalinen perinnöllisyys – Michigan Genetics Resource Center https://migrc.org/teaching-tools/genetic-inheritance-patterns/mitochondrial/ Käytetty: 2022-12-09
[11] Orphanet: Síndrome de Leigh asociado al ADN mitokondrial https://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=ES&Expert=255210 Käytetty: 2022-12-09
