Генетики изучают причины врожденных пороков сердца, изучая людей с синдромом Дауна. Высокий риск врожденных пороков сердца в этой группе предоставляет инструмент для выявления изменений в генах как на хромосоме 21, так и вне ее, которые участвуют в аномальном развитии сердца.
Исследователи из Медицинской школы Университета Эмори вместе с коллегами из Университета Джона Хопкинса, Университета медицинских наук Орегона и Университета Питтсбурга сообщают о результатах крупнейшего генетического исследования врожденных пороков сердца у людей с синдромом Дауна в журнале «Генетика в медицине».Команда обнаружила, что у младенцев с врожденными пороками сердца в контексте синдрома Дауна с большей вероятностью будут редкие крупные генетические делеции. Эти делеции, как правило, затрагивают гены, которые влияют на реснички, клеточные структуры, которые важны для передачи сигналов и формирования паттерна в эмбриональном развитии.Эти новые результаты, наряду с другими недавними исследованиями, предполагают, что риск врожденных пороков сердца при синдроме Дауна может быть связан с несколькими генами и факторами окружающей среды, в дополнение к существенному риску со стороны дополнительной 21 хромосомы.
«При синдроме Дауна риск сердечных пороков увеличивается в 50 раз, а это колоссально, — говорит старший автор Майкл Цвик, доктор философии, доцент кафедры генетики человека и педиатрии в Эмори. «Изучение врожденных пороков сердца в популяции« группы риска »с синдромом Дауна может позволить выявить гены, которые влияют на риск сердечных пороков у всех детей, включая детей с типичным числом хромосом».«Понимание происхождения сердечных заболеваний у людей с синдромом Дауна может выявить аспекты биологии, которые позволят лучше персонализировать их медицинское обслуживание, поскольку генетические изменения, влияющие на сердце, могут также влиять на другие органы, такие как легкие или кишечник», — говорит Цвик. .«Наше партнерство с семьями, в которых есть ребенок с синдромом Дауна, и наши инвестиции в исчерпывающие клинические данные и биорепозиторий будут продолжать предоставлять ресурсы для изучения не только пороков сердца, но и других заболеваний, связанных с синдромом Дауна, таких как когнитивные функции, лейкемия, и слабоумие », — говорит соавтор Стефани Шерман, доктор философии, профессор генетики человека в Медицинской школе Университета Эмори.Шерман говорит, что исследование было совместным усилием с участием участников с синдромом Дауна, их семей и центров оценки в Соединенных Штатах, в том числе упомянутых выше, а также Института Кеннеди Кригера, Детского национального медицинского центра и Общенациональной детской больницы Огайо.
Первым автором был докторант Эмори Дханья Рамачандран, доктор философии, работавший с Цвиком. Соавторами Эмори были доценты Лори Бин, доктор философии, Трейси Россер, доктор философии, и Дэвид Катлер, доктор философии, факультет генетики человека, и Дженнифер Мюлле, доктор философии, доцент кафедры эпидемиологии Школы общественного здравоохранения Роллинза. Кен Дули, доктор медицины, доцент педиатрии в Эмори и детский кардиолог Детского здравоохранения Атланты, изучил медицинские записи и поставил окончательные диагнозы всем участникам исследования.
В исследование были включены 452 человека с синдромом Дауна. 210 человек имели полные дефекты атриовентрикулярной перегородки (AVSD), серьезный порок сердца, который относительно часто встречается у людей с синдромом Дауна (около 20 процентов).
Остальные 242 человека имели нормальное строение сердца. Команда Эмори использовала микроматрицы высокой плотности, чтобы исследовать более 900 000 сайтов в геноме человека, чтобы обнаружить структурные вариации, включая делеции или дупликации ДНК.Дефект атриовентрикулярной перегородки означает, что центральная область сердца, отделяющая предсердия от желудочков, не сформировалась должным образом. Такие дефекты увеличивают нагрузку на сердце, а полная АВСД приводит к сердечной недостаточности: скоплению жидкости в легких и затрудненному дыханию, требующим хирургического вмешательства в первый год жизни.
Результаты команды подтверждают связь между AVSD и ресничками. Цилиопатии — это класс генетических нарушений, которые включают нарушения развития почек, глаз и нервной системы. Клетки в дыхательных путях имеют подвижные реснички, которые вымывают слизь и грязь из легких, но почти каждая клетка тела имеет первичную (сенсорную) ресничку.
«Обнаружение того, что гены ресничек могут быть нарушены у детей с синдромом Дауна и AVSD, может указывать на различия в уходе за этими людьми на протяжении всей жизни», — говорит Цвик. «Это наводящий на размышления результат, который необходимо воспроизвести в большей группе».Чтобы подтвердить и укрепить результаты, Цвик и его команда в настоящее время проводят независимое исследование людей с синдромом Дауна, используя полное секвенирование генома для дальнейшего выявления изменений в генах, которые нарушают развитие сердца у детей.