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Il nuovo metodo per misurare le mutazioni nello sperma del padre può rivelare il rischio di ASD in bambini futuri

Mentre le cause di disordine di spettro di autismo (ASD) completamente non sono capite, i ricercatori ritengono sia la genetica che il gioco dell'ambiente un ruolo. In alcuni casi, il disordine è collegato alle mutazioni di de novo che compaiono soltanto nel bambino e non è ereditato dal DNA di qualsiasi genitore

In uno studio recente pubblicato nella medicina della natura, un gruppo internazionale degli scienziati piombo dai ricercatori alla scuola di medicina di San Diego dell'università di California descrive un metodo per misurare malattia-causare le mutazioni trovate soltanto nello sperma del padre, fornente una valutazione più accurata del rischio di ASD in bambini futuri.

L'autismo affligge uno in 59 bambini e sappiamo che una parte significativa è causata da queste mutazioni di de novo DNA, eppure siamo ancora ciechi a quando e dove queste mutazioni accadranno. Con il nostro nuovo studio, possiamo rintracciare alcune di queste mutazioni di nuovo al padre e possiamo direttamente valutare il rischio di queste stesse mutazioni che accadono ancora nei bambini futuri.„

Jonathan Sebat, autore co-senior, professore e capo del Beyster concentra per genomica molecolare delle malattie neuropsichiatriche alla scuola di medicina di Uc San Diego

Il gruppo di ricerca ha utilizzato il supercomputer della cometa basato al centro del supercomputer di San Diego, un'unità di ricerca organizzata di Uc San Diego, per allineare le intere sequenze del genoma. “Abbiamo chiamato le varianti sulle sequenze ed egualmente abbiamo individuato le varianti di de novo facendo uso della cometa per questi campioni,„ Danny spiegato Antaki, uno studioso postdottorale delle neuroscienze di Uc San Diego. “In breve, cometa ha fornito le fondamenta per il più grande esperimento poichè potevamo trovare il de novos che abbiamo voluto analizzare in sperma con i dati generati sul supercomputer.„

Gli studi recenti suggeriscono che le mutazioni gene-offensive di de novo siano comprese in almeno 10 - 30 per cento dei casi di ASD, con il numero delle mutazioni che aumentano con l'età del padre a periodo della concezione. Le mutazioni di De novo si presentano spontaneamente in sperma o uova dei genitori o durante la fertilizzazione. La mutazione è poi presente in ogni cella poichè l'uovo fertilizzato si divide.

Gli studi ora indicano sperma maschio come sorgente particolarmente importante di queste mutazioni, con la probabilità della mutazione che ricorre all'interno della stessa famiglia stimata generalmente a 1 - 3 per cento.

“Tuttavia, tali preventivi non sono basati su conoscenza reale del rischio in una famiglia determinata, ma invece sono basati sulle frequenze nella popolazione in genere,„ ha detto lo studio co-senior Joseph Gleeson autore, professore di Rady della neuroscienza alla scuola di medicina di Uc San Diego e Direttore di ricerca nella neuroscienza all'istituto dei bambini di Rady per medicina genomica. “Quando una mutazione malattia-causante si presenta per la prima volta in una famiglia, la probabilità che potrebbe accadere ancora in prole futura non è conosciuta. Quindi, le famiglie devono prendere una decisione con moltissima incertezza.„

Per il loro studio, Gleeson, Sebat ed i colleghi hanno analizzato lo sperma degli otto padri che erano già genitori dei bambini con ASD. Lo scopo era di cercare la presenza di materiale multiplo e geneticamente differente in celle nella stessa persona, un fenomeno chiamato mosaicism. Facendo uso di intero sequenziamento del genoma profondo, hanno trovato le varianti in prole che sono state abbinate soltanto nello sperma dei padri.

“Mentre i manuali medici ci insegnano che ogni cella nell'organismo ha una copia identica di DNA, questo non è fondamentalmente corretto,„ ha detto primo l'autore Martin Breuss, uno scienziato di aiuto del progetto nel laboratorio di Gleeson. “Le mutazioni accadono ogni volta che una cella si divide, in modo da non ci sono due celle nell'organismo geneticamente identiche. Mosaicism può causare il cancro o può essere silenzioso nell'organismo. Se una mutazione si presenta presto in via di sviluppo, quindi sarà divisa da molte celle all'interno dell'organismo. Ma se una mutazione accade appena in sperma, quindi può rivelare in un bambino futuro ma non causare alcuna malattia nel padre.„

I ricercatori hanno determinato quello checausa le mutazioni erano presenti in fino a 15 per cento degli spermi dei padri, informazioni che non potrebbero essere risolute con altri mezzi, quali i campioni di sangue.

“Il mio laboratorio ha un interesse di lunga durata nella comprensione delle origini della malattia di cervello pediatrica e come le mutazioni contribuiscono alla malattia in un bambino,„ ha detto Gleeson. “Precedentemente abbiamo indicato che il mosaicism in un bambino può piombo alle malattie come l'epilessia. Qui, indichiamo che il mosaicism in uno dei genitori è almeno come importante quando pensa al consiglio genetico.„

Se sviluppato in una prova clinica, i ricercatori hanno detto che i padri potrebbero fare il loro studiare sperma per determinare il loro rischio preciso di ricorrenza in bambini futuri. I metodi potrebbero anche applicarsi agli uomini che non hanno avuti bambini ancora, ma chi voglia conoscere il rischio di avere un bambino con una malattia.

Source:
Journal reference:

Breuss, M.W., et al. (2020) Autism risk in offspring can be assessed through quantification of male sperm mosaicism. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-019-0711-0.