Příčiny

Genetika nikdy není negativní

17. listopadu 2017

Rozhovor s genetičkou MUDr. Radkou Kremlíkovou Pourovou, Ph.D. z Ústavu biologie a lékařské genetiky 2. LF UK a FN MOTOL

Paní doktorce Radce Kremlíkové Pourové z Ústavu Biologie a lékařské genetiky 2. LF UK a FN Motol jsme položili několik dotazů, které dle zkušeností poradců rané péče zajímají rodiče dětí se sluchovým postižením. Druhá část rozhovoru je věnována uvedení do genetiky jako takové, najdete zde zejména vysvětlení důležitých pojmů a zákonů dědičnosti.

Paní doktorko, jaké jsou nejčastější genetické příčiny sluchového postižení?

V současnosti je známo více než 100 genů způsobujících vrozenou poruchu sluchu, nejčastější genetickou příčinou vrozené ztráty sluchu jsou mutace v genu GJB2 pro bílkovinu Connexin 26 (Cx26), které jsou autosomálně recesivně dědičné a jsou zodpovědné v průměru za 40 % všech geneticky podmíněných poruch sluchu. Celkově se dají příčiny sluchu rozdělit následovně – 25 % zevní příčiny (nedonošenost, krvácení do mozku, infekce v graviditě či záněty mozku, traumata atd.), 50 % genetické příčiny a 25 % neznámé (nejspíše také genetické). Vzhledem k tomu, že v naší populaci je každý 35. člověk nosičem mutace v genu pro Connexin 26, doporučujeme vyšetření tohoto genu i u dětí, kde je potvrzena zevní příčina (nedonošenost atd.), protože jsme již opakovaně zachytili kombinaci příčin, tedy mutace v tomto genu i u těžce nedonošených dětí, a tato informace je pro rodinu důležitá zejména při plánování dalších potomků.

Pokud je test na mutace v genu pro Connexin 26 negativní, pokračujeme na našem pracovišti vyšetřením mitochondriální DNA a pokud i ta je negativní, zvažujeme, po dohodě s rodiči zařazení do výzkumného projektu sekvenování nové generace k vyšetření všech dostupných genů pro hluchotu.

Můžete nám přiblížit, jak prakticky probíhá genetické testování? Jak dlouho trvá samotné testování a jak dlouho se čeká na výsledky testu?

Genetické vyšetření se skládá z několika částí, nejdelší čas zabere podrobné rozebrání osobní a rodinné anamnézy, kdy se mimo jiné kreslí rodokmen na základě podrobného dotazníku, který pacient vyplní již s předstihem a v klidu doma. Testování nejčastějšího genu pro vrozenou poruchu sluchu trvá cca 1–2 měsíce, další geny mohou trvat až 6 měsíců, specializované vyšetření metodou NGS trvá v průměru 1 rok, ale i déle.

Kde je možné nechat si provést genetické vyšetření sluchové vady? Realizuje se na všech pracovištích genetické vyšetření v podobném rozsahu?

Vyšetření nejčastějšího genu pro hluchotu je aktuálně k dispozici na téměř každém pracovišti klinické genetiky v ČR, podrobnější testy se provádějí pouze na několika málo specializovaných pracovištích a to v Praze a Ostravě, dále existují soukromé laboratoře, které nabízejí vyšetření určitého omezeného počtu genů.

Mohou si rodiče o genetické vyšetření požádat sami, nebo je potřebné doporučení odborného lékaře?

Na genetické vyšetření může pacienta odeslat jakýkoliv specialista, v případě poruchy sluchu nejčastěji foniatr či ORL lékař, často také praktický lékař. Doporučení praktického lékaře s sebou nese tu výhodu, že je schopen zároveň připravit přehlednou historii obtíží pacienta, což významně zkrátí délku, kterou genetik stráví odebíráním osobní anamnézy. O vyšetření mohou rodiče ve výjimečných případech, kdy je lékař na vyšetření odeslat odmítne, požádat i sami.

Zcela konkrétní dotaz některých rodičů je, zda bude potřeba při genetickém vyšetření odebrat krev pouze jejich dítěti, nebo i jim?

Při prvním vyšetření nejčastěji odebíráme krev pouze postiženému pacientovi. V případě pozitivního nálezu, nebo v případě, že je pacient zařazován k podrobnějšímu testování, odebíráme krev rodičům a případně i zdravým sourozencům. V případě, že je v rodině více postižených, zveme k vyšetření postupně i tyto další postižené příbuzné, a pokud mají zájem, nabízíme jim genetické vyšetření. V případě zjištění rizika pro další zdravé příbuzné, nabízíme testování i jim.

Rodiče se zmiňují o různé podobě sdělení výsledků genetických vyšetření. Jak se díváte na variantu odeslání výsledků genetického vyšetření poštou? Na koho se mohou rodiče obrátit s žádostí o vysvětlení obsahu zprávy?

Problematika výsledků genetického vyšetření je velmi komplexní a proto je důležité, aby jejich sdělování probíhalo v rámci genetické konzultace, tedy při osobním setkání. V jiném případě, kdy dojde na sdělování výsledků po telefonu nebo dokonce pouze zasláním výsledku poštou, může dojít ke špatnému pochopení výsledku a to jak ve smyslu, že pacient či jeho rodiče mají zbytečně obavy, že určitým onemocněním pacient trpí, ačkoliv to tak není, tak častěji může být „negativní výsledek“ pro jeden jediný gen interpretovaný jako „genetika je negativní“ a již se k dalšímu testování neobjedná. V rodině pak může dojít k narození dalšího dítěte se stejným geneticky podmíněným onemocněním. Z tohoto důvodu se zasíláním výsledku genetického vyšetření domů poštou zásadně nesouhlasím a je to i proti doporučení Společnosti lékařské genetiky. Právě pro výše zmíněné riziko doporučuji zvolit ke genetickému testování renomované pracoviště. Pacienti se mohou obrátit na naše pracoviště i v případě, že potřebují výsledky genetického vyšetření dovysvětlit, ale samozřejmě jim nedokážeme poskytnout tak spolehlivou a kompletní informaci jako v případě, že bychom vyšetření dělali na našem pracovišti, protože nemáme k dispozici podrobnou laboratorní dokumentaci průběhu vyšetření.

Pořádají genetická pracoviště přednášky pro lidi případně rodiče dětí, u kterých byl zjištěn nějaký gen způsobující určitou vadu?

Naše pracoviště spolupracuje se společností EPHATA, kde každý rok pořádáme přednášku pro rodiče dětí na tamním pobytu, dále se společností SUKI (Společnost uživatelů kochleárních implantátů) apod. Určitě se nebráníme spolupráci s dalšími subjekty, jako je například Tamtam i v tomto směru. My sami pro rodiče našich pacientů přednášky nepořádáme, protože naším cílem je, aby se většinu informací dozvěděli rodiče během konzultace, nebo následné komunikace s lékařem. Pacienti mne se svými dotazy běžně kontaktují emailem, nebo přicházejí na opakované konzultace, pokud narazili na nějaký nový problém.

Jaké jsou možnosti pro plánování dalšího dítěte v případě potvrzené genetické příčiny sluchové vady?

V případě, že jsou rodiče nosiči autosomálně recesivní formy onemocnění (viz dále), což je u sluchových vad velmi časté (např. mutace v genu pro Cx26), ale i onemocnění autosomálně dominantních či X-vázaných, které jsou mnohem vzácnější, mají pro další potomky možnost prenatální nebo preimplantační diagnostiky. Prenatální diagnostika je běžnou součástí prenatální péče, avšak nese riziko, že se rodiče budou muset rozhodovat, zda chtějí ukončit již běžící těhotenství, což může být eticky sporné a psychologicky pro rodinu náročné. Upřednostňujeme preimplantační diagnostiku, kdy rodina podstoupí asistovanou reprodukci, kdy jsou jednotlivá získaná embrya vyšetřena a je zjištěno, která jsou zdravá (nenesou mutace v daném genu) a ta jsou pak použita k oplodnění.

V případě, že nebyla zjištěna žádná genetická příčina sluchové vady, má podle vás smysl po nějakém čase genetické vyšetření opakovat?

Genetika prodělala během posledních 10 let obrovský skok dopředu a pacienti, kteří prošli genetickým vyšetřením i jen před třemi lety, neměli ještě možnost se zapojit do výzkumu pomocí nejnovější metody tzv. sekvenování nové generace, v rámci nějž jsme nyní schopni zhodnotit všechny aktuálně známé geny spojené s poruchou sluchu v jediném vyšetření. Toto je právě ono nejnáročnější vyšetření trvající i rok a více. Snažíme se oslovovat naše „staré“ pacienty s nabídkou této nové možnosti, ale ne všechny se nám podaří zastihnout či mají zájem o toto vyšetření. Naopak se na nás často obracejí pacienti, kteří podstoupili původní vyšetření na jiném pracovišti a o toto vyšetření by velmi stáli.

O GENETICE

Základní pojmy

DNA, česky „deoxyribonukleotidová kyselina“, je dlouhé a tenké vlákno, které je složené ze stavebních kamenů, z tzv. nukleotidů či bází a pomocí kombinace 4 typů těchto nukleotidů (adenosinu, guaninu, thyminu a cytosinu) kóduje veškerou naši genetickou informaci. DNA je uložena v jádře každé buňky našeho organizmu (kromě červených krvinek a krevních destiček). DNA je dvouvláknová a to tzv. komplementární. To znamená, že vždy stejný nukleotid v jednom vlákně se páruje se svým stálým protějškem z druhého vláka. Adenosin (zkráceně „A“) se vždy páruje s thyminem („T“) a guaning („G“) s cytosinem („C“) a samozřejmě obráceně.

Informace tvořená těmito písmenky v DNA je překládána dvěma dalšími procesy (tzv. transkripcí a translací) do tvorby všech bílkovin (proteinů) v našem těle. Tyto bílkoviny mají nejrůznější funkce – stavební jako součást buněk, regulační jako enzymy v různých metabolických reakcích, informační při předávání vzruchů nervovou soustavou a mnoho dalších. Bílkoviny jsou složeny z aminokyselin a každá aminokyselina je překladem 3 po sobě jdoucích bází (např. ATC, CGG a pod) v DNA (tzv. triplet či kodon).

Genetický kód určuje, která aminokyselina je kódována kterou kombinací bází. Protože existuje více kombinací 3 písmen než je aminokyselin nacházejících se v lidském těle (tzv. esenciálních aminokyselin), může být jedna aminokyselina výsledkem překladu až 6 různých tripletů. Toto může způsobit situaci, kdy i přesto, že dojde k „mutaci“ tedy záměně písmenka (báze) v DNA, na bílkovinu to nemá žádný vliv, protože do překládané bílkoviny byla zařazena stejná aminokyselina, jako podle původní, nemutované DNA. Pro tuto vlastnost genetického kódu (možnost kódování jedné aminokyseliny více různými triplety) se říká, že genetický kód je „degenerovaný“, nemá to však nic společného s běžným pejorativním významem tohoto slova.

DNA se v normálním lidském jádře nachází ve 46 dlouhatánských vláknech, které se nazývají chromozomy. Chromozomů máme 23 párů, vždy jednu sadu od každého rodiče. Pokud rodič nese na některém svém chromozomu mutaci, máme vždy riziko 50 %, že od daného rodiče zdědíme chromozom s touto mutací a 50 %, že zdědíme chromozom zdravý.

V případě monogenních genetických onemocnění (tedy onemocnění vázaných na jediný gen) hovoříme o celkem 6 způsobech dědičnosti (existují také polygenní způsoby dědičnosti, kterými se zde však nebudeme zabývat). Zajímavostí je, že zákony monogenní dědičnosti vynalezl náš rodák Gregor Mendel v Brně v 19. století, podle něj se ty hlavní z nich nazývají „mendelovskou dědičností“. K jejich pochopení je třeba nejprve vysvětlit některé pojmy.

„Gonozomální“ znamená, že gen, jehož mutace jsou zodpovědná za dané onemocnění, se nachází na pohlavním chromozomu (tzv. „gonozomu“), čili buď na chromozomu X (X-vázaná dědičnost), anebo chromozomu Y (tzv. „holandrická“ dědičnost – velmi vzácná).

„Autozomální“ naopak znamená, že zodpovědný gen se nachází na jednom z 22 párů ostatních chromozomů (tzv. autozomů).

„Recesivní“ dědičnost způsobí, že se onemocnění projeví, pouze pokud jsou poškozeny všechny kopie předmětného genu (obě kopie u autosomálních chorob) tj. organizmus nemá žádnou funkční kopii daného genu ve své genetické výbavě.

„Dominantní“ dědičnost je naopak situace, kdy i poškození jedné kopie genu (tzv. „alely“) způsobí projev onemocnění.

Způsoby dědičnosti

Rozeznáváme dědičnost Autozomálně dominantní (AD), kdy je onemocnění způsobeno jedinou mutací genu na jednom z autozomů (chromozomu 1–22). Takovéto onemocnění se často dědí v rodině v několika generacích, protože potomci postižených jedinců mají 50% riziko postižení. Typickými příklady jsou achondroplázie (trpaslictví, kterým trpí například postava Tyrion Lannister ve známém seriálu Hra o trůny), nebo některé syndromy např. Sticklerův syndrom (kombinace poruchy zraku, sluchu a pojivové tkáně). AD dědičnost mohou mít i nesyndromové poruchy sluchu. AD onemocnění ale nemusí být v rodině dlouhodobě děděno, mutace může vzniknout u dítěte tzv. „de novo“ (tak jako například achondroplázie u zmíněné seriálové postavy), i zde však platí riziko pro potomky postiženého 50 %.

Autozomálně recesivní onemocnění je takové, kdy se onemocnění projeví pouze v případě, že obě kopie genu nacházející se na autozomu, nesou poškozující (patogenní) mutaci. Rodiče jsou v takovém případě oba „nosiči“ či „přenašeči“ mutace v tomto genu, což pro ně znamená, že sami známky postižení nenesou, ale mají riziko, že 25 % jejich potomků může být danou recesivní chorobou postiženo (50 % potomků budou přenašeči stejně jako rodiče a 25 % potomků mutace neponese vůbec žádnou mutaci). Typickým příkladem tohoto onemocnění je již zmíněná porucha sluchu způsobená mutacemi v genu GJB2 pro Connexin 26, přibližně stejně častá je v naší populaci tzv. „cystická fibróza“ (závažné vrozené onemocnění plic a slinivky vedoucí k nutnosti celoživotní lékařské péče), mnohem vzácnější je například Usherův syndrom (kombinace poruchy sluchu a zraku), nebo Pendredův syndrom (porucha sluchu a štítné žlázy).

Gonozomálně recesivní onemocnění jsou způsobena mutací genu nacházejícího se na chromozomu X, postihují především muže a to proto, že mají pouze jednu kopii tohoto chromozomu, ženy jsou v případě tohoto onemocnění zdravými nosičkami. Typickým příkladem je hemofílie (porucha krevní srážlivosti), nebo daltonismus (barvoslepost). Pokud je nemoc v populaci tak častá, jako daltonismus, můžou se vyskytovat i postižené ženy a to z důvodu, že mají mutaci na obou svých X chromozomech. Tento způsob dědičnosti je u sluchových poruch naprosto raritní.

Gonozomálně dominantní dědičnost je způsobena opět mutací genu na chromozomu X, ovšem zde jsou naopak postiženy převážně ženy. U části chorob tohoto spektra je nemoc tak závažná, že plody mužského pohlaví se vůbec nenarodí, u ostatních gonozomálně dominantních onemocnění mohou být postiženy ženy i muži, ačkoliv muži mívají silnější projevy onemocnění. Tento způsob dědičnosti nebyl dosud u sluchových poruch popsán.

Holandrická dědičnost (vázaná na chromozom Y) je velmi vzácná, i přesto byl už popsán jeden gen na tomto chromozomu způsobující poruchu sluchu.

Posledním typem dědičnosti je dědičnost maternální, neboli mitochondriální. Tato dědičnost není vázána na DNA uloženou v jádře, ale na jinou, menší molekulu DNA, kterou máme uloženou v různém počtu kopií v jiné organele buňky a to tzv. mitochondrii. Mitochondrie je nazývána továrnou buňky a její funkce je natolik složitá, že má i svou vlastní DNA. Mutace této DNA bývají velice závažné a vedou k těžkým postižením, avšak existuje popsaných několik mutací v této DNA, které jsou zodpovědné za samotnou nesyndromovou poruchu sluchu, nebo poruchu sluchu kombinovanou s kožními problémy. Tyto mutace jsou často spojovány se zvýšenou citlivostí na aminoglykosidová antibiotika a tedy ohluchnutím po požití těchto antibiotik, jsou však v ČR velice vzácné.