Idi na:
Što je genetika?
Genetika je područje medicine koje proučava naše nasljedne informacije tj. ono što dobivamo od roditelja i što utječe na izgled, razvoj, rad organizma i sklonost određenim bolestima.
Svaka stanica u našem tijelu sadrži deoksiribonukleinsku kiselinu tj. DNK. DNK možemo zamisliti kao uputu prema kojoj tijelo raste, razvija se i funkcionira. Unutar DNK nalaze se geni. Geni nose upute za stvaranje proteina, a proteini imaju brojne važne uloge u tijelu: sudjeluju u razvoju, radu mozga, prijenosu signala među živčanim stanicama, stvaranju tkiva i održavanju mnogih tjelesnih funkcija.
Kada dođe do promjene u genu, uputa se može promijeniti. Ponekad ta promjena nema nikakve posljedice. Ponekad može utjecati na rad proteina i dovesti do bolesti ili povećanog rizika za određeno stanje.
Kod rijetkih i kompleksnih epilepsija genetika je posebno važna jer kod mnoge djece i odraslih epilepsija ima gensku podlogu. Genetsko testiranje može pomoći u postavljanju dijagnoze, boljem razumijevanju bolesti, izboru terapije, planiranju praćenja i procjeni rizika za buduće trudnoće.
Važno je naglasiti: genska promjena nije ničija krivnja. Ona ne nastaje zato što je roditelj nešto učinio ili nije učinio. Mnoge genske promjene nastaju spontano, prvi put kod djeteta, bez ranijeg pojavljivanja bolesti u obitelji.
DNK, geni i kromosomi
DNK je duga molekula u kojoj su zapisane nasljedne informacije. Građena je od četiri osnovna ”slova”: A, T, C i G. Njihov redoslijed čini genetski zapis.
Dijelovi DNK koji nose upute za stvaranje proteina nazivaju se geni. Gen se može zamisliti kao recept, ali taj recept nije uvijek napisan u jednom neprekinutom dijelu. Unutar gena postoje dijelovi koji izravno nose uputu za stvaranje proteina i dijelovi koji se tijekom obrade izrezuju.
Dijelovi gena koji nose uputu za stvaranje proteina nazivaju se egzoni. Oni su poput važnih rečenica u receptu koje stanica koristi za izradu proteina.
Dijelovi gena koji se nalaze između egzona nazivaju se introni. Introni se najčešće ne prevode u protein. Kada se gen “prepisuje”, stanica najprije napravi radnu kopiju upute, a zatim se introni izrezuju, dok se egzoni spajaju u konačnu poruku koja se koristi za stvaranje proteina.
Važno je znati da i introni i drugi dijelovi DNK koji ne nose izravnu uputu za protein mogu imati ulogu u regulaciji rada gena. Zato promjene izvan egzona ponekad također mogu biti važne, iako ih nije uvijek lako protumačiti.
Cjelokupni genetski zapis osobe nazivamo genom. Genom uključuje sve gene, egzone, introne i druge dijelove DNK.
DNK je u stanicama organizirana u kromosome. Svaka ljudska stanica ima 46 kromosoma, odnosno 23 para. Polovicu kromosoma nasljeđujemo od majke, a polovicu od oca.
Dvadeset i dva para nazivaju se autosomi, a dvadeset treći par su spolni kromosomi. Žene imaju dva X kromosoma, a muškarci jedan X i jedan Y kromosom.
Važno je razumjeti da većinu gena imamo u dvije kopije: jednu kopiju nasljeđujemo od majke, a drugu od oca. Te dvije kopije istog gena mogu biti uredne, jedna može biti promijenjena ili, rjeđe, obje mogu imati promjenu.
Ovaj podatak važan je za razumijevanje nasljeđivanja. Kod nekih bolesti dovoljna je promjena u jednoj kopiji gena da se bolest razvije. Kod drugih bolesti bolest nastaje tek kada su promijenjene obje kopije istog gena.
U nalazima se ponekad spominju i izrazi poput heterozigotno i homozigotno.
Heterozigotna promjena znači da je promjena pronađena u jednoj od dvije kopije gena.
Homozigotna promjena znači da je promjena prisutna u obje kopije istog gena.
Ponekad se u nalazima spominje oznaka poput “15q11”. To označava mjesto na kromosomu. Broj označava kromosom, a slova p i q označavaju kratki i dugi krak kromosoma. Takve oznake liječnicima pomažu odrediti gdje se nalazi određeni gen ili promjena.
Genotip i fenotip
Genotip je ono što je zapisano u našim genima.
Fenotip je ono što se vidi ili očituje u stvarnom životu npr. primjerice izgled, razvoj, ponašanje, simptomi bolesti ili način na koji bolest utječe na svakodnevno funkcioniranje.
Važno je znati da ista genska promjena ne mora kod svake osobe izgledati isto. Dvoje djece s promjenom u istom genu može imati različitu težinu simptoma, različit razvoj i različite potrebe za podrškom.
Na to mogu utjecati sama vrsta genske promjene, drugi geni, razvoj mozga, pridružene teškoće, terapija i različiti okolišni čimbenici. Zato se u genetici često kaže da genetski nalaz treba uvijek tumačiti zajedno s kliničkom slikom osobe.
Drugim riječima, ne liječi se nalaz, nego osoba.
Kako geni utječu na tijelo?
Geni nose upute za stvaranje proteina. Proteini su važni za gotovo sve procese u tijelu. U mozgu sudjeluju u prijenosu signala među živčanim stanicama, razvoju moždanih mreža i održavanju ravnoteže živčanog sustava.
Kada je gen promijenjen, protein može:
- nedostajati,
- biti skraćen ili nepravilan,
- raditi preslabo,
- raditi previše,
- raditi na pogrešan način.
Kod nekih rijetkih i kompleksnih epilepsija promjena u genu utječe na rad živčanih stanica. To može dovesti do epileptičkih napadaja, ali i do razvojnih, motoričkih, komunikacijskih, ponašajnih, prehrambenih ili drugih pridruženih teškoća.
Zato genetska dijagnoza često ne objašnjava samo epilepsiju, nego širu sliku bolesti.
Kako nastaju genetske promjene?
Genska promjena, koja se često naziva mutacija ili varijanta, znači da je došlo do promjene u genskom zapisu.
Neke genske promjene su naslijeđene od roditelja. Neke nastaju potpuno novo, prvi put kod djeteta. Takve promjene nazivaju se de novo promjene.
Kod mnogih rijetkih i kompleksnih epilepsija upravo su de novo promjene česte. To znači da roditelji nemaju bolest i da se promjena nije ranije znala pojavljivati u obitelji.
Postoji i pojam mozaicizma. Mozaicizam znači da genetsku promjenu ne nose sve stanice u tijelu, nego samo dio njih. To se može dogoditi ako promjena nastane vrlo rano u razvoju. Mozaicizam može utjecati na to koliko su simptomi izraženi i kakav je rizik ponavljanja u obitelji.
Obrasci nasljeđivanja
Jedno od najčešćih pitanja roditelja nakon genetske dijagnoze glasi: “Je li ovo naslijeđeno i može li se ponoviti?”
Odgovor ovisi o tome o kojem se genu i kojem obrascu nasljeđivanja radi. Zato je važno da nalaz obitelji objasni genetičar ili stručnjak koji se bavi genskim bolestima.
Kod autosomno dominantnog nasljeđivanja dovoljna je promjena u jednoj kopiji gena da se bolest može razviti.
Promjena može biti naslijeđena od roditelja, ali može nastati i prvi put kod djeteta.
Kod autosomno recesivnog nasljeđivanja bolest nastaje kada dijete naslijedi dvije promijenjene kopije istog gena, jednu od majke i jednu od oca.
Roditelji su tada najčešće nositelji. To znači da imaju jednu promijenjenu i jednu urednu kopiju gena, ali sami nemaju simptome bolesti.
Kod X-vezanog nasljeđivanja promjena se nalazi na X kromosomu. Budući da dječaci imaju samo jedan X kromosom, kod njih se neke X-vezane bolesti mogu jače izraziti.
Djevojčice imaju dva X kromosoma, pa klinička slika može biti blaža, ali to nije uvijek pravilo. Kod nekih X-vezanih stanja i djevojčice mogu imati izražene simptome.
Mitohondriji su dijelovi stanice koji sudjeluju u stvaranju energije. Imaju vlastitu DNK, koja se nasljeđuje od majke.
Kod mitohondrijskog nasljeđivanja promjene se mogu prenijeti s majke na djecu, ali se težina simptoma može razlikovati među članovima obitelji.
Vrste genskih promjena i mutacija
Postoji više vrsta mutacija. Neke zahvaćaju samo jedno slovo u DNK, dok druge uključuju veće dijelove gena ili kromosoma.
Krivosmislena mutacija ili missense mutacija nastaje kada se jedno slovo u DNK zamijeni drugim, pa se zbog toga u proteinu promijeni jedna aminokiselina.
Aminokiseline su gradivni dijelovi proteina. Ako se jedna aminokiselina promijeni, protein ponekad i dalje može raditi gotovo normalno. U drugim slučajevima, i jedna mala promjena može poremetiti njegov oblik ili funkciju.
Drugim riječima, missense mutacija može biti blaga, ali može biti i vrlo značajna, ovisno o tome gdje se u genu dogodila i koliko je taj dio proteina važan.
Nesmislena mutacija ili nonsense mutacija nastaje kada se u genetskoj uputi prerano pojavi signal za zaustavljanje.
To možemo zamisliti kao rečenicu koja se prekine prije kraja. Zbog toga protein može ostati skraćen i nepotpun. Takav protein često ne može normalno obavljati svoju funkciju ili se u stanici brzo razgradi.
Kod nekih bolesti nonsense mutacije dovode do toga da tijelu nedostaje važan funkcionalan protein.
Mutacija pomaka okvira čitanja ili frameshift mutacija nastaje kada se u DNK izgubi ili doda jedno ili više slova, pa se genetska uputa od tog mjesta nadalje čita pogrešno.
To možemo zamisliti kao rečenicu u kojoj se izbriše jedno slovo, pa se sve riječi nakon toga poremete i izgube smisao.
Frameshift mutacije često imaju ozbiljan učinak jer mogu dovesti do stvaranja potpuno promijenjenog, skraćenog ili nefunkcionalnog proteina.
Delecija znači da dio genetskog materijala nedostaje.
Može nedostajati samo mali dio gena, cijeli gen ili veći dio kromosoma koji uključuje više gena. Posljedice ovise o veličini delecije i o tome koji su geni zahvaćeni.
Ako delecija ukloni važan dio gena, protein se možda neće moći pravilno stvoriti ili neće raditi kako treba.
Duplikacija znači da je određeni dio genetskog materijala prisutan u višku.
To može značiti da je udvostručen dio gena, cijeli gen ili veći dio kromosoma. Višak genetskog materijala može poremetiti ravnotežu u radu stanice jer se neke upute nalaze u prevelikom broju kopija.
Kod nekih osoba duplikacije mogu biti povezane s razvojnim teškoćama, epilepsijom, komunikacijskim teškoćama, ponašanjem ili drugim zdravstvenim obilježjima, ovisno o zahvaćenom području.
Inverzija znači da se dio kromosoma okrenuo u suprotnom smjeru.
Neke inverzije ne uzrokuju bolest i osoba može biti potpuno zdrava. Međutim, ako inverzija prekine važan gen ili poremeti njegov rad, može imati zdravstvene posljedice.
Translokacija znači da se dio jednog kromosoma premjestio na drugi kromosom.
Translokacije mogu biti uravnotežene ili neuravnotežene.
Kod uravnotežene translokacije ukupna količina genetskog materijala može biti očuvana, ali je njegov položaj promijenjen. Osoba može biti zdrava, ali može postojati rizik za potomstvo.
Kod neuravnotežene translokacije dio genetskog materijala može nedostajati ili biti prisutan u višku, što može dovesti do razvojnih, neuroloških ili drugih zdravstvenih teškoća.
Aneuploidija znači da postoji višak ili manjak cijelog kromosoma.
Najpoznatiji primjer je trisomija 21, odnosno Downov sindrom, kod kojeg osoba ima tri kopije 21. kromosoma umjesto dvije.
Aneuploidije mogu utjecati na razvoj, zdravlje i funkcioniranje osobe jer mijenjaju ukupnu količinu genetskog materijala.
Prstenasti kromosom nastaje kada se krajevi kromosoma spoje i kromosom poprimi oblik prstena.
Takva promjena može dovesti do gubitka dijela genetskog materijala ili poremećaja u radu gena. Neki prstenasti kromosomi povezani su s razvojnim teškoćama, epilepsijom i drugim zdravstvenim obilježjima.
Naše stanice imaju razvijene mehanizme za popravak DNK. Svakodnevno se u stanicama događaju male pogreške, ali ih stanica najčešće uspije popraviti. Kada se promjena ne popravi ili zahvati posebno važno mjesto u genu, može imati posljedice za zdravlje.
Zašto su mutacije važne za obitelji?
Za obitelji je važno znati da mutacija nije ničija krivnja. Ona nije posljedica odgoja, prehrane, stresa, ponašanja u trudnoći ili nečega što su roditelji mogli jednostavno spriječiti.
Mutacije mogu biti uzrok brojnih genskih bolesti, ali su istodobno i dio prirodne raznolikosti među ljudima. Bez genskih promjena ne bi bilo razlika u boji očiju, visini, građi tijela ili drugim osobinama.
Kada se mutacija poveže s bolešću, njezino prepoznavanje može biti vrlo važno. Genetski nalaz može pomoći liječnicima da postave točniju dijagnozu, bolje razumiju tijek bolesti, procijene rizik za buduće trudnoće, odaberu sigurniju terapiju i razmotre mogućnosti ciljanog liječenja ili kliničkih istraživanja kada su dostupna.
Ipak, genetski nalaz uvijek treba tumačiti zajedno s kliničkom slikom osobe. Ista vrsta mutacije ne znači uvijek istu težinu bolesti, isti razvojni tijek ili isti odgovor na terapiju.
Zato je najvažnije da obitelj dobije jasno objašnjenje nalaza, mogućnost genetskog savjetovanja i prostor za pitanja.
Genetsko testiranje
Genetsko testiranje je postupak kojim se analizira DNK kako bi se pronašle promjene koje mogu objasniti bolest.
Najčešće se radi iz uzorka krvi. Za dijete i roditelje postupak može izgledati jednostavno, ali analiza u laboratoriju može biti vrlo složena.
Postoji više vrsta genetskih testova.
Kariotip
Kariotip je pregled kromosoma pod mikroskopom. Može otkriti veće promjene, poput viška ili manjka cijelog kromosoma ili velikih promjena u građi kromosoma.
Kromosomska microarray analiza
Ova analiza može otkriti manje dijelove DNK koji nedostaju ili su prisutni u višku tj. delecije i duplikacije.
Genski paneli
Genski panel analizira skupinu gena povezanih s određenim bolestima. Primjerice, kod djeteta s epilepsijom može se napraviti panel gena povezanih s epilepsijama.
Sekvenciranje egzoma ili genoma
Sekvenciranje egzoma analizira dijelove gena koji nose upute za proteine. Sekvenciranje genoma analizira znatno širi dio DNK.
Ove metode mogu biti korisne kada se sumnja na rijetku genetsku bolest.
U genetskom nalazu mogu se pojaviti izrazi poput:
- patogena varijanta tj. promjena za koju postoje dokazi da uzrokuje bolest,
- vjerojatno patogena varijanta tj. promjena za koju se smatra da najvjerojatnije uzrokuje bolest,
- varijanta nepoznatog značaja tj. promjena za koju se još ne zna uzrokuje li bolest,
- benigna varijanta tj. promjena koja se smatra bezopasnom.
Varijanta nepoznatog značaja može biti posebno zbunjujuća za obitelji. Ona ne znači potvrđenu dijagnozu, ali ni potpuno isključenje. Ponekad je potrebno dodatno vrijeme, dodatno testiranje roditelja ili nova znanstvena saznanja da bi se njezino značenje bolje razumjelo.
Gubitak i dobitak funkcije gena
U nekim genetskim nalazima ili stručnim objašnjenjima može se spominjati da promjena u genu uzrokuje gubitak funkcije ili dobitak funkcije.
Gubitak funkcije znači da gen ne stvara dovoljno funkcionalnog proteina ili protein ne radi kako treba. Drugim riječima, tijelu nedostaje dio važne funkcije.
Dobitak funkcije znači da protein radi previše, u krivo vrijeme ili na pogrešan način. U tom slučaju problem nije manjak funkcije, nego pretjerana ili pogrešna aktivnost.
Ova razlika može biti važna jer se terapijski pristupi mogu razlikovati. Kod nekih bolesti cilj je nadoknaditi ono što nedostaje, a kod drugih smanjiti pretjeranu aktivnost.
Za roditelje je najvažnije da o značenju konkretne promjene razgovaraju s liječnikom, jer ista oznaka gena ne znači uvijek isti mehanizam bolesti.
Zašto se ponekad testiraju i roditelji?
Kada se kod djeteta pronađe promjena u genu, liječnik može preporučiti testiranje roditelja.
Time se može utvrditi je li promjena:
- naslijeđena od jednog roditelja,
- nastala prvi put kod djeteta,
- prisutna kod roditelja u blažem obliku ili kao mozaicizam.
Ova informacija važna je za razumijevanje bolesti, procjenu rizika za buduće trudnoće i savjetovanje obitelji.
Ponekad se testiraju i braća i sestre, ali samo kada za to postoji jasna medicinska ili genetska indikacija.
Što genetski nalaz može značiti za liječenje?
Genetski nalaz može pomoći liječnicima u odabiru terapije. Kod nekih genskih epilepsija određeni lijekovi mogu biti korisniji, dok se neki lijekovi trebaju izbjegavati jer mogu pogoršati napadaje.
Genetska dijagnoza također može pomoći u planiranju praćenja. Ako je poznato da određeni sindrom može biti povezan s teškoćama hranjenja, spavanja, kretanja, ponašanja, vida, srca ili drugim problemima, liječnici mogu ranije uključiti potrebne preglede i podršku.
Kod nekih bolesti genetski nalaz može otvoriti mogućnost uključivanja u specifična klinička istraživanja ili buduće ciljane terapije.
Ipak, važno je znati da genetski nalaz ne daje uvijek odmah terapijsko rješenje. Ponekad donese objašnjenje i smjer praćenja, ali ne i lijek koji izravno djeluje na uzrok bolesti.
Genetsko savjetovanje
Genetsko savjetovanje je razgovor sa stručnjakom koji obitelji pomaže razumjeti genetski nalaz.
Tijekom genetskog savjetovanja obitelj može dobiti odgovore na pitanja:
- što nalaz znači,
- objašnjava li nalaz bolest,
- je li promjena naslijeđena ili novonastala,
- postoji li rizik ponavljanja u budućim trudnoćama,
- treba li testirati roditelje ili druge članove obitelji,
- što nalaz znači za liječenje i praćenje,
- postoji li mogućnost uključivanja u istraživanja ili ciljane terapije.
Genetsko savjetovanje posebno je važno kada nalaz nije jasan, kada se pronađe varijanta nepoznatog značaja ili kada obitelj planira novu trudnoću.
Genska terapija
Genska terapija odnosi se na pristupe koji pokušavaju djelovati na sam uzrok bolesti, odnosno na promjenu u genu ili na način na koji se gen čita i koristi u stanici.
Kod rijetkih i kompleksnih epilepsija genska terapija donosi veliku nadu, ali važno je govoriti realno. Većina takvih pristupa još je u razvoju ili u kliničkim istraživanjima i nije dostupna kao rutinski oblik liječenja.
Jedan od pristupa koji se istražuje kod nekih genetskih epilepsija su antisense oligonukleotidi, odnosno ASO terapije. To su male molekule koje mogu utjecati na način na koji se genetska uputa čita.
Takvi pristupi istražuju se, primjerice, kod nekih rijetkih epileptičkih sindroma. Ipak, oni još nisu jednako dostupni za sve dijagnoze, a njihova sigurnost i učinkovitost moraju se pažljivo ispitati kroz klinička istraživanja.
Za obitelji je važno znati da izraz “genska terapija” ne znači da je lijek već dostupan ili da je primjenjiv za svaku genetsku dijagnozu. Dostupnost ovisi o konkretnoj bolesti, vrsti genetske promjene, fazi istraživanja, zemlji, kriterijima uključivanja i procjeni stručnog tima.
Važna poruka za roditelje
Genska dijagnoza može donijeti odgovore, ali može otvoriti i nova pitanja. Za neke obitelji ona znači kraj dugog traganja za uzrokom bolesti. Za druge može donijeti složen nalaz koji treba dodatno tumačenje.
Važno je znati da genetska promjena nije krivnja roditelja. Ona nije posljedica odgoja, prehrane, stresa, cijepljenja, ponašanja u trudnoći ili nečega što je obitelj mogla jednostavno spriječiti.
Genetika može pomoći da se bolest bolje razumije, da se liječenje sigurnije planira i da obitelj dobije jasnije informacije o budućnosti. No svaka osoba je više od svojeg genetskog nalaza.
Zato genetski nalaz treba promatrati kao važan dio slagalice, ali uvijek zajedno s kliničkom slikom, razvojem, svakodnevnim funkcioniranjem i potrebama oboljele osobe i obitelji.