Novo Estudo sobre Transtornos do Neurodesenvolvimento e Genética
Um olhar mais de perto sobre as causas genéticas de transtornos do neurodesenvolvimento.
― 7 min ler
Índice
Transtornos do desenvolvimento neuropsicológico (TDNPs) são problemas de saúde que afetam como o cérebro se desenvolve e funciona. TDNPs que têm uma causa genética conhecida são raros por si só, mas juntos, são bem comuns. Um tipo de mudança genética ligada aos TDNPs é chamado de variante de novo, que significa que a mudança ocorre na criança e não é herdada de nenhum dos pais. Estima-se que essas variantes aconteçam em cerca de 1 a cada 213 a 448 nascimentos. Os Pesquisadores têm encontrado cada vez mais dessas causas genéticas únicas dos TDNPs ao longo do tempo. Porém, conectar essas mudanças genéticas aos Sintomas e comportamentos vistos em indivíduos ainda é um grande desafio.
Desafios em Compreender os TDNPs
Um dos principais desafios no estudo dos TDNPs é que cada causa genética geralmente é bem rara. Tem uma enorme variedade de mudanças genéticas nos diferentes tipos de TDNPs, o que dificulta tirar conclusões claras. Outro desafio é que, mesmo quando o mesmo gene está envolvido, ele pode levar a uma ampla gama de sintomas que vão desde leves até graves. Curiosamente, diferentes TDNPs Genéticos podem mostrar sintomas semelhantes, tornando tudo ainda mais complicado.
Para lidar com esses desafios, os pesquisadores sugerem olhar para grupos de TDNPs que compartilham funções biológicas similares. Por exemplo, eles poderiam examinar grupos ligados a processos como a comunicação entre células do cérebro ou como a estrutura das células cerebrais é mantida. Essa ideia de estudar funções semelhantes, conhecida como fenotipagem de rede funcional de genes (GFN), tem como objetivo descobrir mecanismos compartilhados entre diferentes TDNPs. A esperança é que essa abordagem leve a melhores opções de tratamento para mais pessoas, em vez de focar nos poucos indivíduos com diagnósticos genéticos super raros.
O Papel do Ciclo de Vesículas Sinápticas
Um grupo de genes que se acredita ser crucial nos TDNPs está relacionado a algo chamado ciclo de vesículas sinápticas (CVS). Esses genes são responsáveis por produzir proteínas que ajudam as células do cérebro a se comunicarem. Esse processo envolve gerenciar pequenos recipientes cheios de neurotransmissores, que são necessários para que os sinais do cérebro sejam enviados e recebidos efetivamente. Por exemplo, quando um sinal nervoso chega a uma célula nervosa, o cálcio entra na célula, o que desencadeia esses recipientes a liberar seu conteúdo na rede de comunicação do cérebro.
Pesquisas mostraram que certas mudanças nesses genes de CVS podem levar a vários TDNPs. Sintomas comuns associados a essas mudanças genéticas incluem atrasos no desenvolvimento, distúrbios de movimento, convulsões e problemas de visão. No entanto, a gravidade e a presença desses sintomas podem diferir bastante entre os indivíduos, o que complica os esforços de prever resultados com base apenas no diagnóstico genético.
Investigando a Paisagem Fenotípica
Para ter uma ideia mais clara de como essas mudanças genéticas afetam os indivíduos, os pesquisadores tentaram mapear as características associadas a distúrbios do grupo CVS. Eles queriam descobrir se esses distúrbios compartilham mais semelhanças entre si do que com outros tipos de TDNPs. Os pesquisadores também buscaram determinar quais fatores poderiam influenciar as diferenças observadas dentro do próprio grupo CVS.
No estudo, os pesquisadores coletaram dados de crianças, adolescentes e adultos diagnosticados com um TDNP por razões genéticas. Eles se certificaram de incluir apenas aqueles cujo diagnóstico genético estava claramente ligado ao seu distúrbio. As famílias foram convidadas a participar através de vários canais, e os dados foram coletados por uma equipe de pesquisa baseada no Reino Unido.
Para analisar os dados, os pesquisadores agruparam os indivíduos com base nas informações genéticas e em seus sintomas. Eles usaram vários questionários que perguntavam sobre diferentes aspectos da vida, incluindo funcionamento diário, habilidades sociais e desafios comportamentais. As informações coletadas forneceram uma maneira de entender melhor as experiências de indivíduos com TDNPs e suas famílias.
Análise Estatística
Informações demográficas e respostas dos questionários foram cuidadosamente analisadas para encontrar diferenças significativas entre os grupos CVS e não CVS. Isso incluiu olhar para a frequência com que certos sintomas foram relatados em ambos os grupos. Os pesquisadores também usaram um método chamado Análise de Componentes Principais (PCA) para ajudar a condensar os dados em componentes-chave que representam as principais variações entre os indivíduos.
Usando PCA, os pesquisadores descobriram que cinco fatores principais poderiam resumir efetivamente as diferenças nos sintomas e experiências entre os participantes do estudo. Esses fatores incluíram funcionamento socioemocional, funcionamento adaptativo, problemas comportamentais, desafios sensório-motores e problemas de consciência visual. Essa análise permitiu uma comparação mais clara entre os grupos CVS e não CVS.
Análise de Cluster dos Padrões Fenotípicos
Para entender melhor como os indivíduos com TDNPs compartilham características, os pesquisadores usaram um método de agrupamento, que agrupou os participantes com base em suas semelhanças em sintomas e funcionamento. Esse método identificou quatro clusters distintos de indivíduos, cada um representando diferentes combinações de características.
O Cluster 1 foi caracterizado por maiores incidências de problemas comportamentais, distúrbios do sono e problemas de consciência visual. O Cluster 2 mostrou menos problemas no geral, incluindo menos dificuldades com alimentação e comportamentos de autolesão. Os participantes do Cluster 3 tiveram desafios severos com funcionamento adaptativo e consciência visual, enquanto os indivíduos do Cluster 4 relataram mais problemas sensório-motores e problemas comportamentais.
A análise não mostrou diferenças significativas com base em gênero, idade ou tipo de variante genética. No entanto, a distribuição dos diagnósticos genéticos entre esses clusters revelou que os participantes com distúrbios CVS eram mais propensos a estar no Cluster 3, o que se alinha com a compreensão de que esses indivíduos frequentemente enfrentam desafios cognitivos mais severos.
Implicações e Direções Futuras
As descobertas deste estudo fornecem insights importantes para entender os TDNPs causados por mudanças genéticas. Embora haja uma ampla gama de sintomas associados a essas condições, certas tendências podem ajudar a informar pesquisas e práticas clínicas futuras. Os resultados destacam a necessidade de continuar explorando as conexões entre causas genéticas e os sintomas específicos que os indivíduos experimentam.
Seguindo em frente, os pesquisadores pretendem aprofundar a compreensão dos processos por trás desses distúrbios. Estudos futuros poderiam envolver tamanhos de amostra maiores e incluir fontes de dados mais diversas, como contribuições de clínicos e observações diretas. Também há necessidade de estudos longitudinais que acompanhem o desenvolvimento dos indivíduos ao longo do tempo, fornecendo insights sobre como os sintomas podem mudar ou evoluir.
A complexidade dos TDNPs liga tanto fatores genéticos quanto experiências individuais. Ao focar nas características compartilhadas entre vários distúrbios, os pesquisadores podem trabalhar em direção a melhores tratamentos que atendam às necessidades específicas dos indivíduos, em vez de confiar apenas em abordagens generalizadas. Entender o escopo completo de como diferentes variantes genéticas impactam a função e o desenvolvimento cerebral levará, em última análise, a um suporte mais eficaz para aqueles afetados por transtornos do desenvolvimento neuropsicológico.
Título: Synaptic Vesicle Cycling Disorders: Cross-Sectional Phenotyping Study of a Gene Functional Network
Resumo: Background and objectivesGenes associated with neurodevelopmental disorders (NDDs) can be grouped into networks according to their molecular and cellular functions. However, the links between gene functional networks and neurodevelopmental phenotypes are not well understood. Synaptic vesicle cycling (SVC) is one gene functional network in which rare, high penetrance variants are known to cause NDDs. SVC genes regulate neurotransmitter release and recycling, thus essential for synaptic transmission and plasticity. We investigated whether SVC disorders are associated with a different neurodevelopmental spectrum from other monogenic NDDs, and whether phenotypic variation within SVC disorders can be predicted. MethodsWe included 199 children, young people, and adults with a genetic NDD diagnosis (n=109 with SVC disorders, n=90 with non-SVC disorders). Families were recruited via clinical genetics and neurology services, and support organisations. Parents or carers completed quantitative questionnaire measures previously validated in populations with NDDs. We implemented a PCA-derived K-prototype clustering analysis to assess associations between gene functional network and neurodevelopmental variation. ResultsCohort-wide K-prototype clustering identified four phenotypic similarity clusters, each having membership from both SVC and non-SVC participants. The clusters differed in phenotype enrichments as follows: 1) behavioural difficulties and sleep problems, 2) less severe neurodevelopmental problems overall, 3) epilepsies, sleep problems, severe adaptive impairments and visual awareness difficulties, 4) sensory-motor problems. The SVC group was over-represented within cluster 3. Cluster memberships within the SVC group cannot be predicted by age, sex, variant type, gene or SVC sub-process. DiscussionThe K-prototype method can be used to describe multi-dimensional phenotypic structure within the heterogeneous genetic NDD population. We found that SVC functional network membership contributes to the likelihood of phenotype cluster memberships, but does not specify a distinct or homogeneous neurodevelopmental profile. Investigating convergent disease mechanisms arising from SVC dysfunction is central to understanding the observed neurodevelopmental spectrum, and may ultimately guide evidence-based prognostication and mechanism-informed management.
Autores: Kate Baker, J. Eck, T. Smith, A. Kolesnik, R. Al-Jawahiri
Última atualização: 2024-10-18 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.10.17.24315676
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.10.17.24315676.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao medrxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.