Νέα μελέτη από την Κίνα διευρύνει τη γενετική εικόνα του Συνδρόμου Kleefstra

Μια μεγάλη νέα μελέτη από την ηπειρωτική Κίνα προσθέτει σημαντικές πληροφορίες για τη γενετική και κλινική ποικιλομορφία του Συνδρόμου Kleefstra και αναδεικνύει ένα ιδιαίτερα σημαντικό ζήτημα για τις οικογένειες, τον γονεϊκό μωσαϊκισμό.

Η εργασία με τίτλο Genotype–phenotype correlations in 9q34.3 microdeletion syndrome: a study of 35 Mainland Chinese patients δημοσιεύθηκε στο Orphanet Journal of Rare Diseases και περιέλαβε 35 νέες, προηγουμένως μη δημοσιευμένες περιπτώσεις KLEFS1 από την ηπειρωτική Κίνα. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές μελέτησαν 32 άτομα και τρία έμβρυα με γενετικά ευρήματα συμβατά με KLEFS1.

Η μελέτη εντόπισε 17 παραλλαγές του EHMT1 που δεν είχαν αναφερθεί προηγουμένως, εξέτασε συστηματικά τη σχέση μεταξύ γονότυπου και φαινότυπου, παρουσίασε δεδομένα από την προγεννητική περίοδο και κατέγραψε δύο περιπτώσεις στις οποίες η γενετική μεταβολή είχε κληρονομηθεί από μητέρα με μωσαϊκισμό.

Γιατί χρειαζόταν μια μελέτη από την Κίνα

Οι περισσότερες από τις μεγαλύτερες σειρές ατόμων με Σύνδρομο Kleefstra προέρχονται από την Ευρώπη, τη Βόρεια Αμερική ή διεθνή αποθετήρια (registries).

Πριν από τη συγκεκριμένη εργασία, σύμφωνα με τους συγγραφείς, είχαν δημοσιευθεί μόλις δέκα άτομα με KLEFS1 από την ηπειρωτική Κίνα.

Οι ερευνητές συγκέντρωσαν τις νέες περιπτώσεις μέσω του China League of EHMT1 Rare Disease μεταξύ 2020 και 2024 και χρησιμοποίησαν γενετικές εξετάσεις, ιατρικούς φακέλους και τυποποιημένα ερωτηματολόγια για να δημιουργήσουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του συνδρόμου στον συγκεκριμένο πληθυσμό.

Η προσθήκη δεδομένων από διαφορετικούς πληθυσμούς είναι σημαντική στις σπάνιες παθήσεις. Όσο περισσότερα και πιο διαφορετικά άτομα μελετώνται, τόσο καλύτερα μπορούμε να διακρίνουμε ποια χαρακτηριστικά αποτελούν βασικό μέρος του συνδρόμου και ποια μπορεί να συνδέονται με συγκεκριμένες γενετικές μεταβολές.

35 νέες περιπτώσεις και 17 νέες παραλλαγές του EHMT1

Συνολικά, οι ερευνητές εντόπισαν 21 διαφορετικές γενετικές μεταβολές μέσα στο γονίδιο EHMT1, από τις οποίες οι 17 δεν είχαν περιγραφεί προηγουμένως στη βιβλιογραφία.

Οι μεταβολές αυτές δεν ήταν όλες ίδιου τύπου. Περιλάμβαναν:

• Nonsense παραλλαγές, οι οποίες δημιουργούν πρόωρα ένα «σήμα stop», με αποτέλεσμα η παραγωγή της πρωτεΐνης να διακόπτεται πριν ολοκληρωθεί.
• Frameshift παραλλαγές, όπου η προσθήκη ή αφαίρεση μικρού αριθμού βάσεων αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο «διαβάζεται» το DNA από εκείνο το σημείο και μετά, συνήθως οδηγώντας σε μη λειτουργική πρωτεΐνη.
• Splice-site παραλλαγές, οι οποίες επηρεάζουν τη σωστή επεξεργασία του RNA πριν παραχθεί η πρωτεΐνη και μπορεί να οδηγήσουν σε λανθασμένο τελικό προϊόν.
• Missense παραλλαγές, στις οποίες αλλάζει ένα «γράμμα» του DNA και, ως αποτέλεσμα, αντικαθίσταται ένα αμινοξύ της πρωτεΐνης με κάποιο άλλο.

Με απλά λόγια, πρόκειται για διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορεί να διαταραχθεί η φυσιολογική λειτουργία του EHMT1. Άλλες μεταβολές εμποδίζουν την παραγωγή ολόκληρης της πρωτεΐνης, ενώ άλλες αλλάζουν τη δομή ή τη λειτουργία της.

Από τις παραλλαγές που καταγράφηκαν, 17 δεν είχαν αναφερθεί προηγουμένως στη βιβλιογραφία.

Παράλληλα, 14 άτομα είχαν διαγραφές στην περιοχή 9q34.3 που περιλάμβαναν το EHMT1. Το μέγεθος των διαγραφών παρουσίαζε τεράστια διακύμανση, από μια πολύ μικρή διαγραφή μόλις 120 βάσεων που επηρέαζε τμήμα του EHMT1 έως διαγραφή περίπου 2,58 Mb, η οποία περιλάμβανε και πολλά γειτονικά γονίδια.

Ακριβώς αυτή η διαφορά επέτρεψε στους ερευνητές να εξετάσουν ένα από τα σημαντικότερα ερωτήματα στο Kleefstra.

Τι προκαλεί το ίδιο το EHMT1 και τι μπορεί να προσθέτουν τα γειτονικά γονίδια;

Το KLEFS1 μπορεί να προκύψει με διαφορετικούς γενετικούς τρόπους.

Σε ορισμένα άτομα υπάρχει μια παθογόνος μεταβολή μέσα στο ίδιο το EHMT1. Σε άλλα λείπει ένα τμήμα του χρωμοσώματος 9 που περιλαμβάνει ολόκληρο ή μέρος του EHMT1. Όταν η διαγραφή είναι μεγαλύτερη, μπορεί να λείπουν ταυτόχρονα και άλλα γειτονικά γονίδια.

Το βασικό ερώτημα είναι επομένως:

Ποια χαρακτηριστικά προκαλούνται κυρίως από την απώλεια λειτουργίας του EHMT1 και ποια μπορεί να γίνονται συχνότερα ή εντονότερα επειδή μια μεγαλύτερη διαγραφή αφαιρεί και άλλα γονίδια;

Για να το διερευνήσουν, οι συγγραφείς χώρισαν τα άτομα σε δύο κύριες ομάδες.

Η πρώτη περιλάμβανε 22 άτομα με παραλλαγή του EHMT1 ή διαγραφή που επηρέαζε μόνο το EHMT1.

Η δεύτερη περιλάμβανε 9 άτομα με μεγαλύτερη διαγραφή που εκτεινόταν πέρα από το EHMT1 και περιλάμβανε επιπλέον γονίδια της περιοχής 9q34.3.

Τα βασικά χαρακτηριστικά φαίνεται να οφείλονται κυρίως στο EHMT1

Ένα από τα σημαντικότερα αποτελέσματα ήταν ότι για τα περισσότερα βασικά χαρακτηριστικά του KLEFS1 δεν βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο γενετικών ομάδων.

Αυτό αφορούσε μεταξύ άλλων:

• την αναπτυξιακή καθυστέρηση ή νοητική αναπηρία,
• τα νευρολογικά χαρακτηριστικά,
• τα συμπεριφορικά προβλήματα,
• την παχυσαρκία,
• τις συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες και
• αρκετές άλλες κλινικές εκδηλώσεις.

Οι ερευνητές θεωρούν ότι τα αποτελέσματα αυτά υποστηρίζουν ακόμη περισσότερο την άποψη ότι η haploinsufficiency του EHMT1, δηλαδή η ύπαρξη μόνο μίας λειτουργικής κόπιας του γονιδίου, είναι από μόνη της υπεύθυνη για μεγάλο μέρος του βασικού φαινότυπου του Συνδρόμου Kleefstra.

Οι μεγαλύτερες διαγραφές όμως φαίνεται να προσθέτουν ορισμένα χαρακτηριστικά

Η εικόνα δεν ήταν ίδια για όλα τα χαρακτηριστικά.

Στα άτομα των οποίων η διαγραφή περιλάμβανε και άλλα γονίδια πέρα από το EHMT1 παρατηρήθηκαν σημαντικά συχνότερα:

• ανεστραμμένο προς τα έξω κάτω χείλος,
• μικρά και αραιά δόντια,
• κοντός λαιμός και
• νεφρικές ανωμαλίες.

Για παράδειγμα, νεφρικές ανωμαλίες είχαν καταγραφεί στο 42,9% της ομάδας με μεγαλύτερες διαγραφές, έναντι 5,3% στην ομάδα όπου επηρεαζόταν μόνο το EHMT1.

Παρόμοια, ο κοντός λαιμός καταγράφηκε στο 66,7% έναντι 13,3% και τα μικρά, αραιά δόντια στο 80% έναντι 14,3%.

Οι συγγραφείς θεωρούν ότι αυτές οι διαφορές υποστηρίζουν την πιθανότητα άλλα γονίδια ή ρυθμιστικές περιοχές της 9q34.3 να συμβάλλουν σε ορισμένα επιπλέον χαρακτηριστικά όταν περιλαμβάνονται σε μεγαλύτερη διαγραφή.

Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι μπορούμε να προβλέψουμε με ακρίβεια την κλινική εικόνα ενός συγκεκριμένου παιδιού μόνο από το μέγεθος της διαγραφής.

Οι επιμέρους ομάδες της μελέτης ήταν μικρές και τα αποτελέσματα χρειάζονται επιβεβαίωση σε μεγαλύτερους πληθυσμούς.

Μεγαλύτερη διαγραφή δεν σήμαινε απαραίτητα μεγαλύτερη αναπτυξιακή καθυστέρηση

Αυτό είναι ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον σημείο της μελέτης.

Σε 16 παιδιά πραγματοποιήθηκε τυποποιημένη αξιολόγηση με τις Gesell Developmental Schedules, εξετάζοντας:

• αδρή κινητικότητα,
• λεπτή κινητικότητα,
• γλώσσα,
• προσωπικές και κοινωνικές δεξιότητες και
• προσαρμοστική συμπεριφορά.

Οι ερευνητές δεν βρήκαν σημαντική διαφορά στις βαθμολογίες ανάμεσα στα παιδιά με απώλεια μόνο του EHMT1 και σε εκείνα με μεγαλύτερη διαγραφή που περιλάμβανε και πρόσθετα γονίδια.

Η γλωσσική ανάπτυξη ήταν ιδιαίτερα επηρεασμένη και στις δύο ομάδες.

Το εύρημα έχει σημασία επειδή προηγούμενες μελέτες είχαν προτείνει ότι οι μεγαλύτερες διαγραφές μπορεί να συνδέονται γενικά με σοβαρότερη νοητική αναπηρία.

Στη συγκεκριμένη κινεζική ομάδα αυτό δεν επιβεβαιώθηκε όταν η ανάπτυξη μετρήθηκε με τυποποιημένο εργαλείο.

Και πάλι, οι συμμετέχοντες ήταν λίγοι ώστε να θεωρηθεί το ζήτημα οριστικά λυμένο.

Ποια ήταν τα συχνότερα χαρακτηριστικά της ομάδας

Για την κύρια κλινική ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από 31 άτομα, καθώς τα τρία έμβρυα δεν περιλήφθηκαν και για ένα ακόμη άτομο δεν υπήρχαν επαρκή κλινικά στοιχεία.

Αναπτυξιακή καθυστέρηση ή νοητική αναπηρία είχε καταγραφεί σε 31 από τα 31 άτομα.

Καθυστέρηση στην ομιλία και κινητική καθυστέρηση υπήρχαν στο 96,7%.

Άλλα συχνά χαρακτηριστικά ήταν:

• MRI ευρήματα στο 50% όσων είχαν διαθέσιμη εξέταση,
• υποτονία στο 46,2%,
• στερεοτυπικές συμπεριφορές στο 46,2%,
• δυσκολίες μάσησης στο 43,5%,
• διαταραχές βάδισης στο 40%,
• συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες στο 38,5% και
• δυσκοιλιότητα στο 37,5%.

Η μέση ηλικία απόκτησης ανεξάρτητης βάδισης ήταν περίπου 32 μήνες, ενώ στο πιο καθυστερημένο περιστατικό η ανεξάρτητη βάδιση επιτεύχθηκε στην ηλικία των έξι ετών.

Τα ποσοστά αυτά περιγράφουν τη συγκεκριμένη ομάδα και δεν πρέπει να θεωρηθούν ακριβείς εκτιμήσεις για όλα τα άτομα με Kleefstra.

Για πρώτη φορά περισσότερα δεδομένα και από την εγκυμοσύνη

Μια ακόμη ενδιαφέρουσα πλευρά της εργασίας ήταν η αναδρομική καταγραφή προγεννητικών δεδομένων.

Πληροφορίες για την εγκυμοσύνη ήταν διαθέσιμες για 26 περιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένων των τριών εμβρύων.

Στο 42,3% οι προγεννητικοί υπέρηχοι είχαν περιγραφεί ως φυσιολογικοί.

Το συχνότερο μη φυσιολογικό εύρημα ήταν το μικρό μέγεθος για την ηλικία κύησης, το οποίο είχε καταγραφεί στο 15,4%. Αναφέρθηκαν επίσης, σε μικρότερους αριθμούς, ευρήματα από τον εγκέφαλο, μικρή περίμετρος κεφαλής, πολυϋδράμνιο, καρδιακές ή νεφρικές ανωμαλίες και άλλα συγγενή ευρήματα.

Τα δεδομένα αυτά είναι ενδιαφέροντα, αλλά δεν προσδιορίζουν κάποιο ειδικό προγεννητικό υπερηχογραφικό πρότυπο για το Kleefstra.

Πολλά από τα ευρήματα είναι μη ειδικά και, όπως δείχνει και η ίδια η μελέτη, σε σημαντικό ποσοστό των κυήσεων ο υπέρηχος ήταν φυσιολογικός.

Η διάγνωση επομένως παραμένει γενετική και δεν μπορεί να γίνει ή να αποκλειστεί από έναν φυσιολογικό υπέρηχο.

Ένα ιδιαίτερα σημαντικό εύρημα, ο γονεϊκός μωσαϊκισμός (parental mosaicism)

Ίσως το εύρημα με τη μεγαλύτερη άμεση σημασία για τη γενετική συμβουλευτική αφορά δύο οικογένειες.

Στις περισσότερες περιπτώσεις KLEFS1, η παθογόνος μεταβολή θεωρείται de novo, δηλαδή εμφανίζεται για πρώτη φορά στο παιδί και δεν ανιχνεύεται ως κανονική ετερόζυγη μεταβολή σε κάποιον από τους γονείς.

Στη συγκεκριμένη μελέτη όμως, 2 από τους 28 probands για τους οποίους μπορούσε να αξιολογηθεί η γονεϊκή προέλευση, περίπου 7%, είχαν κληρονομήσει την παραλλαγή του EHMT1 από μητέρα με μωσαϊκισμό.

Το 7% αφορά αποκλειστικά αυτή τη μικρή σειρά και δεν πρέπει να θεωρηθεί η πραγματική συχνότητα του γονεϊκού μωσαϊκισμού στο Kleefstra.

Παρόλα αυτά, το εύρημα είναι πολύ σημαντικό.

Τι σημαίνει γονεϊκός μωσαϊκισμός

Ο μωσαϊκισμός σημαίνει ότι η γενετική μεταβολή δεν υπάρχει σε όλα τα κύτταρα του γονέα, αλλά μόνο σε ένα ποσοστό τους.

Ένας γονέας μπορεί επομένως να μην έχει την τυπική εικόνα του Συνδρόμου Kleefstra ή να παρουσιάζει μόνο πολύ ήπια χαρακτηριστικά, επειδή μεγάλο μέρος των κυττάρων του διαθέτει φυσιολογικό EHMT1.

Στη μία από τις δύο οικογένειες της μελέτης, η μητέρα είχε μωσαϊκή παραλλαγή c.3310G>A. Δεν παρουσίαζε τυπική εικόνα KLEFS1, αν και οι ερευνητές περιέγραψαν ορισμένα ήπια μορφολογικά χαρακτηριστικά και παχυσαρκία.

Στη δεύτερη οικογένεια, μια άλλη παραλλαγή του EHMT1 βρέθηκε στη μητέρα σε μωσαϊκή μορφή, με περίπου 27% των αναγνώσεων στη συγκεκριμένη εξέταση να φέρουν τη μεταβολή.

Γιατί ο μωσαϊκισμός έχει σημασία για τον κίνδυνο επανεμφάνισης

Όταν μια παραλλαγή έχει εμφανιστεί πραγματικά de novo στο παιδί, ο κίνδυνος να εμφανιστεί ξανά σε επόμενη εγκυμοσύνη συνήθως θεωρείται χαμηλός, αν και δεν είναι απόλυτα μηδενικός λόγω της πιθανότητας γοναδικού μωσαϊκισμού.

Εάν όμως ένας γονέας έχει αποδεδειγμένο μωσαϊκισμό, η κατάσταση αλλάζει.

Η γενετική μεταβολή μπορεί να υπάρχει και σε μέρος των ωαρίων ή των σπερματοζωαρίων και επομένως ο κίνδυνος μετάδοσης μπορεί να είναι μεγαλύτερος από αυτόν μιας καθαρά de novo περίπτωσης.

Δεν μπορεί όμως να υπολογιστεί ένα ενιαίο ποσοστό μόνο από την αναλογία της μεταβολής στο αίμα, επειδή ο βαθμός μωσαϊκισμού μπορεί να είναι διαφορετικός στους αναπαραγωγικούς ιστούς.

Για τον λόγο αυτό η αναγνώριση μωσαϊκισμού έχει άμεση σημασία για την εξατομικευμένη γενετική συμβουλευτική και τον οικογενειακό προγραμματισμό.

Ένα αρνητικό τεστ στον γονέα δεν απαντά πάντα σε όλα

Ο μωσαϊκισμός αναδεικνύει και ένα ευρύτερο ζήτημα.

Μια γενετική εξέταση γίνεται συνήθως σε αίμα. Εάν όμως μια μεταβολή υπάρχει σε πολύ μικρό ποσοστό κυττάρων ή κυρίως σε διαφορετικό ιστό, μπορεί να είναι δυσκολότερο να ανιχνευθεί.

Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους η γενετική συμβουλευτική μετά τη διάγνωση KLEFS1 παραμένει σημαντική ακόμη και όταν η μεταβολή φαίνεται αρχικά de novo.

Η συγκεκριμένη εργασία δεν σημαίνει ότι όλοι οι γονείς πρέπει να θεωρούνται μωσαϊκοί. Δείχνει όμως ότι ο γονεϊκός μωσαϊκισμός είναι μια πραγματική πιθανότητα και όχι απλώς μια θεωρητική εξαίρεση.

Δεν πρέπει να γενικεύσουμε το 7%

Το εύρημα των δύο οικογενειών είναι εντυπωσιακό, αλλά χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή.

Οι δύο περιπτώσεις αντιστοιχούν σε 2 από 28 probands στη συγκεκριμένη κινεζική σειρά.

Όταν ο συνολικός αριθμός είναι τόσο μικρός, ακόμη και δύο περιστατικά δημιουργούν ένα σχετικά μεγάλο ποσοστό.

Δεν μπορούμε επομένως να πούμε ότι «το 7% των οικογενειών με Kleefstra έχει γονεϊκό μωσαϊκισμό».

Χρειάζονται πολύ μεγαλύτερες σειρές, καθώς και ευαίσθητες γενετικές τεχνικές, για να εκτιμηθεί η πραγματική συχνότητα.

Το μήνυμα είναι διαφορετικό:

ο μωσαϊκισμός πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη όταν αξιολογείται η προέλευση μιας παραλλαγής του EHMT1 και ο κίνδυνος επανεμφάνισης σε μια οικογένεια.

Πώς συνδέεται με τις άλλες μεγάλες μελέτες γονότυπου και φαινότυπου

Η συγκεκριμένη εργασία έρχεται να προστεθεί σε ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο έρευνας.

Μεγάλες γενετικές μελέτες έχουν ήδη δείξει ότι το φάσμα των παθογόνων παραλλαγών του EHMT1 είναι πολύ ευρύτερο από όσο γνωρίζαμε παλαιότερα.

Παράλληλα, κλινικές σειρές, όπως η πρόσφατη cohort της Kleefstra Clinic του Boston Children’s Hospital, έχουν προσπαθήσει να εξετάσουν εάν τα άτομα με μεγαλύτερες 9q34 deletions παρουσιάζουν διαφορετική κλινική εικόνα από εκείνα με sequence variants του EHMT1.

Η κινεζική μελέτη προσθέτει ένα ακόμη σημαντικό κομμάτι.

Δεν επιβεβαίωσε ότι οι μεγαλύτερες διαγραφές προκαλούν γενικά σοβαρότερη αναπτυξιακή καθυστέρηση. Βρήκε όμως ότι ορισμένα σωματικά και νεφρικά χαρακτηριστικά ήταν συχνότερα όταν η διαγραφή περιλάμβανε και άλλα γονίδια πέρα από το EHMT1.

Οι διαφορές μεταξύ μελετών δεν σημαίνουν απαραίτητα ότι κάποια από αυτές είναι λανθασμένη.

Το Kleefstra χαρακτηρίζεται από μεγάλη μεταβλητότητα, ενώ οι περισσότερες ομάδες παραμένουν σχετικά μικρές. Χρειάζονται επομένως μεγαλύτερες διεθνείς σειρές για να κατανοήσουμε ποιες συσχετίσεις γονότυπου και φαινότυπου είναι πραγματικά σταθερές.

Οι περιορισμοί της μελέτης

Παρότι πρόκειται για τη μεγαλύτερη σειρά KLEFS1 από την ηπειρωτική Κίνα μέχρι σήμερα, το δείγμα παραμένει μικρό για λεπτομερείς συγκρίσεις γονότυπου και φαινότυπου.

Οι ομάδες που συγκρίθηκαν περιλάμβαναν μόλις 22 και 9 άτομα, ενώ η τυποποιημένη αναπτυξιακή αξιολόγηση ήταν διαθέσιμη μόνο για 16.

Μέρος των κλινικών πληροφοριών προερχόταν επίσης από αναδρομική εξέταση ιατρικών φακέλων και ερωτηματολόγια γονέων. Οι συγγραφείς επισημαίνουν ακόμη ότι δεν χρησιμοποιήθηκαν τυποποιημένα διαγνωστικά εργαλεία για όλες τις συμπεριφορικές διαγνώσεις, όπως το ASD.

Επιπλέον, οι 17 νέες γενετικές παραλλαγές εμπλουτίζουν σημαντικά τη γνωστή γενετική εικόνα του EHMT1, αλλά για ορισμένες από αυτές θα χρειαστούν περαιτέρω λειτουργικές μελέτες ώστε να κατανοηθεί ακριβώς ο βιολογικός τους αντίκτυπος.