Mechanismen van het Down-syndroom gedecodeerd

Extra chromosoom in trisomie 21 verwart het hele genoom

2014/04/17

Downsyndroom (trisomie 21) is de meest voorkomende genetische verstandelijke handicap. Slechts één chromosoom is te veel in het genoom van de getroffenen. Als deze minimale afwijking leidt tot verstoring van de gehele saldo in het genoom, hebben wetenschappers van het Institute of Genetic Medicine and Development aan de medische faculteit van de Universiteit van Genève nu geanalyseerd in een ongekende studie en haar bevindingen in het tijdschrift „natuur“ gepubliceerd.

Meest voorkomende oorzaak van congenitale mentale retardatie
Slechts een paar dagen geleden bereikte een online petitie voor mensen met een handicap met veel steun 12.000 supporters. Dit is om de elfjarige Henri toegang tot de middelbare school te geven. De jongen werd geboren met het syndroom van Down. Ongeveer één op de 750 kinderen wordt geboren met het syndroom van Down. Het is dus de meest voorkomende oorzaak van een aangeboren mentale beperking. Het wordt veroorzaakt door het feit dat het chromosoom 21 in de cellen in triplo aanwezig is in plaats van het gebruikelijke dubbele.

Voor hun studie, de wetenschappers rond Stylianos Antonarakis van de Universiteit van Genève boden de „zeer zeldzame kans“, om het fenomeen van trisomie 21 op twee identieke tweelingen te bestuderen. De tweeling had precies hetzelfde genoom, met uitzondering van Trisomy 21, volgens de Geneefse Universiteitscommunicatie. „Om de niveaus van genexpressie tussen de tweelingen te vergelijken, gebruikten onderzoekers de nieuwste technologie in high-throughput sequencing en bio-informatica“, de universiteit blijft rapporteren. Op deze manier waren de wetenschappers in staat om, „interindividuele variabiliteit elimineren en veranderingen in genexpressie identificeren die alleen aan trisomie 21 zijn toe te schrijven.“

De onderzoekers ontdekten dat het overtallige chromosoom 21 genexpressie in cellen op een meervoudig niveau verwart. „Met andere woorden, het chromosoom interfereert met de processen waardoor informatie in de genen wordt opgeslagen en gedecodeerd“, meldt de Universiteit van Genève. Tot nu toe was het bewijs van deze theorie zeer moeilijk omdat de expressie van de meeste genen van nature verschilt van persoon tot persoon en dus specifiek voor trisomie 21 veranderingen kunnen moeilijk te identificeren zijn. Als onderdeel van haar onderzoek, is het de onderzoekers zijn er nu in geslaagd in de mechanismen die de extra chromosoom om de symptomen van het syndroom van Down als aangeboren hartziekte of chronische myeloïde leukemie leidt tot decoderen.

Genexpressie wordt permanent verstoord door extra chromosoom
Volgens de resultaten van het extra chromosoom was de expressie van de genen volledig gedereguleerd, zelfs op secties van het genoom die vermoedelijk niet gerelateerd waren aan het aangetaste chromosoompaar. „ We waren zeer verrast door dit resultaat“, zei Audrey Letourneau, co-hoofdauteur van het onderzoek. deze „Klein boventallig chromosoom heeft een grote invloed op het gehele genoom van de getroffen mensen“, Letourneau gaat verder. Sommige genen waren significant meer geactiveerd in de aangedane tweeling dan in de gezonde, andere genen waren veel zwakker. De verandering van bijna één procent van het genetische materiaal heeft „de functie van het genoom als geheel en de algehele balans van genexpressie“ verstoord, legde professor Antonarakis uit. Hier is de vergelijking met het klimaat dichtbij. „Wanneer de temperatuur een of twee graden stijgt, regent het minder in de tropen en meer in de gematigde zones. De klimaatbalans van de hele planeet zou door een heel klein deel worden verstoord“, legde de studieleider uit. Vergelijkbaar is het effect van het extra chromosoom op genexpressie. (Fp)