На всеки 700 бебета по света се ражда едно със синдром на Даун. Съвременните диагностични методи са в състояние да открият прословутата допълнителна хромозома в буквалния смисъл на ембриона. Но мнозина предпочитат да не знаят нищо, а някои, дори след като са чули такава диагноза, решават да раждат.
Международният ден на синдрома на Даун се отбелязва на двадесет и първи от третия месец за осма поредна година. Датата не е случайна: именно на 21 март те се свързват с три копия на хромозома 21 - най-често срещаната генетична патология в света. Синдромът е удивителен и загадъчен: за изминалия век средно в света са се родили еднакъв брой почти идентични деца с еднакви физически и психични отклонения. Появата на допълнителна хромозома при плода не зависи от расата, местоживеенето на родителите, начина им на живот и здравословното състояние.
Този синдром е описан за първи път от английския лекар Лангдън Даун (1828-1896). През 1866 г. в своя труд „Наблюдения върху етническата класификация на хората с умствена изостаналост“той описва морфологичните характеристики на хората с умствени увреждания. Такова дете външно се различава от другите деца: има коса форма на очите, малка глава, плоско лице, неправилна захапка, къси ръце и крака. Има нарушена координация на движенията и лош мускулен тонус.
В допълнение към подробното изброяване на външните черти, д-р Даун също отбеляза, че децата имат чести сърдечни и ендокринни дефекти и че децата с увреждания учат. Даун посочи значението на артикулационната гимнастика за развитието на речта им, както и склонността на децата да имитират, което може да допринесе за тяхното обучение. Лангдън Даун правилно установява, че този синдром е вроден, но погрешно го свързва с родителска туберкулоза. През 1887 г. Даун публикува по-пълна монография „Психично заболяване при деца и юноши“. По-късно синдромът на умствена изостаналост е кръстен на д-р Даун.
Лангдън Даун погрешно смята, че умственото увреждане на детето е свързано с родителска туберкулоза. Днес е известно, че рискът от бебе със синдром на Даун зависи от възрастта на майката. С годините броят на генетичните грешки се увеличава и рискът от болно дете се увеличава. За жени под 25-годишна възраст вероятността да имат болно дете е 1/1400, до 30 - 1/1000, на 35 години, рискът се увеличава до 1/350, на 42 години - до 1/60 и на 49 години - до 1 / 12. Колкото и да е странно, възрастта на бабата по майчина линия също е важна. Колкото по-възрастна е била бабата, когато е родила дъщеря си, толкова по-голяма е вероятността тя да роди своя внук или внучка със синдром на Даун.
Лангдън Даун цитира и удивителен пример за един от пациентите си, който с монголоидно лице и други характерни скелетни нарушения, въпреки това има удивителна памет, чете на лекаря огромни пасажи от фундаменталната работа на известния британски историк Едуард Гибън (1737-1794) „Залез и падането на Римската империя”. Днес бихме посочили с този пример, че за разлика от болестта на Алцхаймер, патологията при синдрома на Даун не се отнася до извивката на морския кон или хипокампуса, разположен дълбоко в темпоралните дялове на мозъка и е основната структура на лимбичната система. Увреждането на хипокампуса при хората уврежда паметта за събития, близки до момента на увреждане, запаметяване, обработка на нова информация и разликата в пространствените сигнали.
Промоционално видео:
Допълнителна хромозома
В продължение на почти век след описанието на синдрома учените все още не могат да преброят броя на човешките хромозоми. Накрая това беше направено и лекарите, занимаващи се с проблема за спадове, за тяхна изненада откриха, че патологията на мозъка и лицевия скелет е причинена от така наречената тризомия или наличието на три хромозоми от 21-ва двойка. Причината за заболяването е нарушение на процеса на хромозомна дивергенция по време на образуването на гамети (яйцеклетки и сперматозоиди), в резултат на което детето получава от майката (в 90% от случаите) или от бащата (в 10% от случаите) допълнителна 21-ва хромозома.
По-късно се оказа, че синдромът на Даун може да се появи и при наличие на нормален брой хромозоми на 21-ва двойка, тоест две. Но в същото време се получава дублиране или удвояване на участък от една от хромозомите, в резултат на което се появява анормален фрагмент от хромозома с неопределен брой неизвестни гени. Едва след приключване на работата по декодирането на човешкия геном започна постепенно да се изчиства.
Защо хората със синдром на Даун често са болни
Основният пробив в разбирането на генетичната природа на заболяването е свързан с откриването на неизвестен протеин. Притежаваше изразени ензимни свойства, открити по време на изследването на генетичния фон за развитието на клетките на имунната система (Т-лимфоцити) след тяхното активиране с помощта на различни антигени. Т-лимфоцитите включват, по-специално, "помощници", които помагат да се предизвика имунният отговор.
В активираните лимфоцити се увеличава концентрацията на т. Нар. Ядрен фактор NFAT, който преминава от цитоплазмата в клетъчното ядро и „включва“гените на имунната защита. Един от тези гени е част от ДНК, която кодира протеинов канал, през който калциевите йони преминават в цитоплазмата. Повишаването на концентрацията на калций в активирани Т-лимфоцити задейства тяхното развитие и делене, следователно, самия имунен процес.
Синдромът на Даун е свързан с генетични аномалии в 21-та двойка хромозоми. Наскоро изследваният ензим DYRK, чийто ген се намира в непосредствена близост до „критичната зона на синдрома на Даун“, играе важна роля за това.
Методът на РНК интерференция, който включва „интерференция“на малки молекули на РНК, които, използвайки специфични ензими, унищожават молекули с дълги пратеници на РНК, носещи генетични „команди“от ядрото към цитоплазмата, направи възможно „изключването“на някои гени и проучването на целия процес в детайли.
Тогава беше открит неизвестен протеин - ензимна киназа с двойна функция и той беше наречен „двойна специфична киназа“(DYRK). От една страна, той "гаси" активността на калциневрина, като по този начин задържа ядрения фактор NFAT в цитоплазмата, а от друга страна, потиска самия ядрен фактор NFAT, предотвратявайки неговото активиране от други ензими.
Дешифрирането на този удивителен феномен привлече вниманието на учените. Чарлз А. Хофер, доктор по медицина от Медицинския колеж Бейлор, Хюстън, Асим Дей, Югозападен медицински център на Тексаския университет и техни колеги, в проучване, публикувано в The Journal of Neuroscience през 2007 г., отбелязват, че генът DYRK се намира в хромозома 21 в непосредствена близост до критичната зона на синдрома на Даун. След откриването на DYRK стана ясно защо, освен психични разстройства и скелетни аномалии, имунни разстройства се наблюдават и при синдрома на Даун.
Изследователите конструират миши модел на синдрома на Даун, като деактивират гените NFAT и калциневрин. „Изключването“на тези най-важни клетъчни регулатори доведе до раждането на мишки с характерни промени не само в организма като цяло, но и в нивото на тяхната интелигентност. Учените тестваха способността на мишките да се ориентират в лабиринти и да намират острови за безопасност в басейна.
Изследователите откриха, че киназата с двойна специфичност и калциневринът, който е особено важен за нормалното развитие на нервните клетки в кората на предния лоб, са доказали своята стойност в експерименти с мишки. Това откритие също потвърждава общото между ембрионалното развитие на нервната и имунната система на развиващия се плод.
Синдромът на Даун блокира ли рака?
Томас Е. Сусан, Анан Янг от Медицинския факултет на Университета Джон Хопкинс и техните колеги също са работили с миши модел на синдрома на Даун, за да разберат механизмите на растежа на рака. През януари 2008 г. резултатите от техните изследвания бяха публикувани в списание Nature. Говорим за така наречения протектор ген Ars, който обикновено ни предпазва от аденоматозна полипоза на дебелото черво, при която жлезистите полипи растат в лигавицата на дебелото черво. Мутацията на гена Ars „премахва“защитата, като по този начин отваря пътя за дегенерацията на тези клетки и развитието на тумори.
Нямаше ограничение за изненадата на учените, когато откриха, че при хибриди на мишки със синдром на Даун и мишки с мутантния ген Ars, които са склонни към полипоза, чревните тумори се наблюдават с 44% по-малко, отколкото при кръстосване на здрави мишки и мишки с мутантния ген Ars.
Мишките надолу носят три копия на хромозомата си 16, която съдържа 50% от хомолозите на 21-та двойка човешки гени. Особен интерес представляват мишки със синдром на Даун, в генома на 16 двойки от които има само 33 човешки хомолога. Генът Ets имаше най-голяма активност сред тези "33 героя", чийто антитуморен ефект зависи от броя на неговите копия.
Съкращението му означава „ранни етапи на [ракова] трансформация“. Обикновено генът също е сдържащ фактор за растежа на тумора, но след мутацията генът, напротив, започва да стимулира растежа на тумора и отдавна е известен като ген за „промоция“на рака. Открит е в клетките на тумори на млечната жлеза при мишки, а след това и при хора.
Както често се случва, новите открития не изясниха картината на появата на синдрома на Даун, а само я объркаха още повече. Учените все още не са разбрали как точно синдромът, който се проявява под формата на когнитивни, скелетни и имунни нарушения, внезапно е свързан с растежа на рака. Днес е известно, че ракът се развива главно на фона на имунна недостатъчност, която се увеличава с възрастта, поради което тази болест се нарича още болест на старостта.
На 16-годишна възраст нашият тимус или тимусната жлеза може да реагира на сто милиона или повече антигени. До 60-годишна възраст той отговаря само на два милиона. Но как е свързано това със смъртта на невроните, които, както знаете, изобщо не се делят (само няколко стволови клетки се делят), което води до умствена инвалидност.
По този начин, по-нататъшните изследвания на синдрома на Даун отварят перспективите за важни открития, които могат да хвърлят светлина върху различни проблеми: имунитет, рак, формиране на скелета и жизнеспособността на нервните клетки. Следователно работата на лекарите и биолозите е пътят към осъзнаване на възможността за молекулярна терапия за деца със синдром на Даун в ранна възраст, когато мозъкът е най-способен да се промени.