Kad je Erin Lopes-ovom sinu Tommyju bilo 15 mjeseci, postala je zabrinuta kad je prestao govoriti „da“ i „ne“ i zadržao njezin pogled. Tek kad je navršio tri godine, Tommyju je konačno dijagnosticiran autizam.
Tommy je imao dva prva bratića iz spektra autizma, pa je Lopes sumnjao da postoji u obitelji. Tako joj je laknulo kad je kći Evee Bak, koja se rodila 17 mjeseci nakon Tommyja, razgovarala u punim rečenicama do drugog rođendana. Čini se da dijete nije na spektru autizma - što zagovaratelji autizma danas nazivaju "neurotipičnim".
Erinina djeca prikazuju pitanje koje desetljećima mistificiraju znanstvenici: S obzirom na to da je autizam, razvojni poremećaj koji čovjeku onemogućuje sposobnost komunikacije i interakcije, u većini slučajeva nasljedan, zašto ga djevojke dobivaju po mnogo nižim stopama od dječaka? Prema istraživanju međunarodnog tima psihijatara i pedijatara iz 2011. godine, gotovo jedna četvrtina braće djece s autizmom vjerojatno je bila na spektru, ali je ta stopa pala na 9 posto.
Znanstvenici su se povijesno fokusirali na proučavanje "kvarteta" dva biološka roditelja i dvoje djece s autizmom. No novija istraživanja zahtijevaju da se nauči više o pogođenim bratama i sestrama - posebno djevojčicama. A u doba u kojem istraživači mogu masovno mapirati ljudski genom - i identificirati 100 genetskih regija za koje se vjeruje da su povezane s autizmom - potrebno je puno DNK podataka s autizma i neurotipskih braća i sestara.
"Želimo znati:" Postoji li razlog zašto nemaju dijagnozu? ", Kaže Alycia Halladay, glavna znanstvenica u Zakladi za autizam, koja financira projekt Sestre od autizma u bolnici Mount Sinai u New Yorku, Kalifornijsko sveučilište u San Franciscu i Institut Broad u Cambridgeu, Massachusetts, do sada su istražitelji prikupili genetske uzorke iz više od 5000 obitelji.
Zbunjujuća strana je, kaže, da neke sestre nose iste genetske mutacije kao i njihove braće i sestre, ali neće razviti simptome povezane s autizmom, poput ponavljajućeg ponašanja i izazova u komunikaciji. "Prvo moramo otkriti što je zaštitni faktor", kaže Halladay. "Tada bismo mogli iskoristiti ove informacije za razvijanje terapije za dječake i djevojčice."
Za Lopesa je ideja smisla pridonijeti istraživanju autizma da bi se razumjela njegova genetska podloga kao obitelj. Nakon što je 2003. godine dijagnosticirana Tommyju, bila je frustrirana istraživanjima koja su predložila terapije poput pokušavanja dijeta bez glutena i kazeina ili izbjegavanja prehrambenih boja - ali ponudila je nekoliko drugih bioloških uvida. "Htjela sam shvatiti što točno ometa Tommyev razvoj. Ali, znanstvenici nisu mogli objasniti patologiju autizma, " kaže Lopes, medicinska sestra iz Philadelphie. Nisu mogli objasniti što je dovelo do toga da jedno dijete ima malo interesa za društveni angažman i treba dulje da nauči kako govoriti dok je njezino drugo dijete napredovalo očekivanom brzinom.
Svidjelo joj se i Evee. "Braća i sestre su međusobno toliko važni i sada imaju načina da pomognu", kaže Lopes, koja je sa suprugom prije osam godina osnovala dobrotvorni nogometni turnir s autizmom Science Foundation. "Da postoji nešto što bismo mogli naučiti o njenoj genetskoj šminki koja bi mogla pomoći bratu, to nam je značilo."
Tako je prije tri godine četveročlana obitelj krenula na put na planinu. Sinaj u New Yorku. Sva su pljuvali u cijev za prikupljanje i predali svoj DNK znanosti. "Bilo je nešto što se nikada ranije nije dogodilo", kaže Evee, koja sada ima 17 godina. "Osjećala sam se važnim biti tamo, jer se sve odnosilo na sestre."
Nova genetska „vreća trikova“
Razbijanje genetskog koda autizma nikada nije bilo hitnije. U travnju su centri za kontrolu bolesti objavili da su povećali procjenu djece s autizmom za 15 posto - do 1 na 59 u odnosu na 1 u 68 od prije nekoliko godina. Ažurirane brojke dijelom odražavaju povećane dijagnoze crnačke i latinoameričke djece koja su u ranijim izvještajima bila nedovoljno zastupljena.
Istovremeno, istraživači otkrivaju da bi autizam mogao biti složeniji nego što su ikada zamislili. "Nema autizma. Učimo da postoji mnogo autizma ", kaže Dean Hartley, stariji direktor genomskog otkrića i translacijske znanosti u neprofitnoj zagovaračkoj organizaciji Autism Speaks. Neki istraživači sada autizam gledaju kao niz poremećaja koji djeluju na više biokemijskih puteva u mozgu. To ne treba spominjati povećan interes za ulogu okoliša u uključivanju određenih gena - polje koje se brzo razvija i poznato kao epigenetika. "Sljedeće će pitanje biti kako razviti personalizirane lijekove za sve različite oblike", kaže Hartley.
Pokretanje ovih otkrića je povećani pristup sekvenciranju čitavog genoma, što omogućava istraživačima da usitne sve 3 milijuna parova DNK para i vide rijetke mutacije. Otkad je sekvencioniran prvi ljudski genom, tehnologija je dramatično pala. Autism Speaks vodi javno dostupnu bazu podataka koja sadrži više od 7.200 mapiranih genoma osoba s autizmom i članova njihovih obitelji. Zaklada Simons također je prikupila genetske uzorke iz 2.600 obitelji s jednim djetetom s autizmom i nesavjesnim roditeljima i braćom. Baze podataka pomažu istraživačima da pronađu nasljednost gena za autizam - kao i da identificiraju ono što je poznato kao "de novo" mutacije koje se same pojavljuju bez jasnih genetskih veza i koje predstavljaju manje od petine slučajeva.
Prednost gledanja braće i sestara je u tome što dijele 50 posto gena s autizmom, objašnjava Stephen Scherer, direktor Centra za primijenjenu genomiku u bolnici za bolesnu djecu u Torontu. Njegova skupina okupljala je više od 4000 obitelji, uključujući i jedno sa šestero djece na spektru. "Ako se neplodni brat i braća imaju iste mutacije, ali nemaju autizam, to sugerira da mutacija nije uključena u autizam obitelji", kaže on. Ili istraživači moraju otkriti složenu interakciju sila koje bi mogle aktivirati određene gene, bilo da se radi o prehrani, događajima u maternici - ili kao u slučajevima netaknutih sestara, ženskih hormona. "Mi genetiku doživljavamo kao skup trikova za ulazak u razumijevanje novih puteva", kaže on. "Ovi mali tragovi koji često potječu od braće i sestara su ono što će gurnuti naše istraživanje naprijed."
Tajne crijeva
Jedan znanstvenik s podataka o Stanfordu smatra da će neurotipična braća i sestre pomoći u rješavanju druge misterije: Zašto njihova braća i sestre s autizmom imaju različitu floru crijeva? "Saznali smo da 90 posto djece s autizmom ima problema s crijevima poput upalne bolesti crijeva", kaže Dennis Wall, izvanredni profesor pedijatrije, psihijatrije i biomedicinskih znanosti na Medicinskom fakultetu u Stanfordu. Sumnjao je da postoji neki jedinstveni soj bakterija u mikrobiomima ove djece, teza koju je potkrijepio nedavnim radom tima Sveučilišta Arizona koji je poboljšao gastrointestinalne simptome 18 pacijenata s autizmom koji su dobili zdrave transplantacije fekalija.
S obzirom na to da na mikrobiom može utjecati sve, od stresa, prehrane, spavanja i vježbanja, predvidio je da će braća i sestre biti savršene usporedbe i objasnio može li crijeva uzrokovati autizam.
"Nezaražene braće i sestre, posebno oni koji su u dobi dobni od pogođenog djeteta, predstavljaju idealnu kontrolu obiteljskog okruženja", kaže Wall. "Ta djeca žive u istoj kući. Oni dišu isti zrak i uglavnom jedu istu hranu, pogotovo ako su Amerikanci. Pojesti će puno makarona i sira, obične tjestenine i pileće grickalice. "S obzirom na to da djeca s autizmom imaju uobičajene izbirljive jede, kaže da je također vrijedno istražiti dovodi li neki mikrobiološki agens ograničenu prehranu i mijenja li mikrobiom rano.
Nakon što je završio malu pilot studiju koja je otkrila značajne razlike u flori crijeva braće i sestara sa i bez autizma, Wall je pronašao korporativnog partnera u Second Genomeu, biotehničkoj kompaniji Bay Area koja je od Nacionalnog instituta za zdravstvo dobila potporu u iznosu od 2, 1 milijuna dolara. veća studija. Istraživači su nedavno regrutirali 150 obitelji s najmanje jednim djetetom s autizmom i jednom bez koje su djeca bila mlađa od osam godina i manje od dvije godine te su tijekom tri tjedna prikupili tri uzorka stolice. (Kontrolirana je posebna dijeta.) Nakon sekvenciranja uzoraka, istraživači se nadaju da će identificirati određene sojeve i otkriti kako oni utječu na ponašanje mozga. "To bi nam omogućilo bolje razumijevanje što terapeutski mikrobi mogu poboljšati njihov GI i simptome ponašanja", kaže Karim Dabbagh, glavni znanstveni suradnik Second Genoma. "Tada bismo to mogli prevesti u drogu."
Obitelji Bak i Lopes: Tim Bak, Erin Lopes, Evee Bak i Tommy Bak. (Ljubaznošću Evee Bak) Evee i Tommy Bak, koji sada imaju 18 godina, sviraju u bendu zajedno zvanom "Bak Pak" - ona na bubnjevima, a on na gitari i klaviru. "Sviđa mi se veza koju braća i sestre imaju zajedno. Jedinstven je. Stvarno smo dobri prijatelji. Svakog jutra zajedno gledamo televiziju ", kaže ona. "Učinio bih sve da poboljšam Tommyjev život ili drugu djecu na spektru."
Tommy, koji je tek započeo svoju prvu godinu na koledžu u okrugu Delaware u Mediji, Penn, kaže da se osjećao posebno kada je njegova obitelj otputovala u New York kako bi donirala svoj genetski materijal. "Bio je to samo za mene", kaže i dodaje kako se nada da će istraživanje dovesti do boljih usluga za poboljšanje komunikacijske i samostalne životne vještine za vršnjake s autizmom. "Napokon možemo saznati zašto reagiraju na određene situacije i kako im pomoći", kaže on. "To bi značilo da možemo imati vlastita mjesta i da ne moramo živjeti s obiteljima. Volio bih jednog dana imati obitelj i djecu. Volio bih imati iste stvari kao i svi drugi. "
