Yeni genetik bozukluk ilk olarak yaygın nörogelişimsel sorunları olan üç çocukta tanımlandı. Araştırmacılar, nadir görülen konuşma ve hareket bozukluğundan birincil olarak sorumlu bir gen belirlediler, ancak bunun beyindeki hatalı proteinleri temizlemedeki rolünü anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Bu bilgiye dayanarak, beyin arızasının bir sonucu olduğu düşünülen Alzheimer gibi daha yaygın beyin hastalıklarının anlaşılmasına yardımcı olabilir.
Mevcut çalışmada tanımlanan çocuklardan biri, üç yaşında anormal yürüyüş, zayıf koordinasyon ve bakma ile doktora getirildi. İkinci adam, henüz dokuz aylıkken anormal el hareketleri ve gözlerle başvurdu.
Küçük kız kardeşi erken doğdu. Kız kardeş büyüdükçe konuşma ve kaba motor becerilerinde de hafif gecikmeler oldu. Üç yaş civarında, diğer akranlarının biraz gerisinde olmasına rağmen gelişimi iyileşmeye başladı. Her üç durumda da, araştırmacılar ATG4D adı verilen beyindeki hasarlı veya kusurlu hücrelerin geri dönüşümü ile ilişkili bir genin her iki kopyasında da mutasyonlar tespit ettiler.
Bu temizleme işlemine otofaji denir ve işleyişindeki işlev bozukluğu, tarihsel olarak diğer nörolojik bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Örneğin, Alzheimer hastalığında otofaji bozulduğunda, proteinler beyin hücrelerini tıkar ve normal çalışmalarını engeller.
2015 yılında ATG4D mutasyonları, köpeklerde ve zebra balıklarında nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendirildi ve 2021’de mutasyonu taşıyan fareler, nörodejenerasyon belirtileri gösterdi. Bununla birlikte, bu gen ilk kez insanlarda nörolojik bozukluklarla ilişkilendirilmiştir ve araştırmacılar, ATG4D genindeki mutasyonların çocuklarda konuşma ve hareket bozukluklarına da yol açabileceğini göstermiştir. Bunun sinir sisteminin çeşitli hastalıklarında pratikte nasıl çalıştığı, insan nöronları kullanılarak daha fazla araştırılmalıdır.
Mevcut çalışmadaki üç çocuğun hepsinde, hafif farklılıklar olsa da benzer semptomlar vardı. Ayrıca badem şeklinde gözleri, çökük bir burun köprüsü ve üst dudağın üzerinde belirgin bir aşk tanrısı yayı vardı. Bu fiziksel özellikler, ortak genetik mutasyonlarının bir işareti olabilir veya sadece bir tesadüf olabilir. Bu kadar az sayıda tanımlanmış hasta ile kesin olarak söylemek zor.
Ulusal Sağlık Enstitüleri’nden (NIH) genom araştırmacısı May Christine Malikdan, “Otofaji gibi birçok önemli hücresel sürece yalnızca kuş bakışı bakabiliyoruz” diye itiraf ediyor.
Mevcut çalışma üç hastayla sınırlıydı ve paylaşılan genlerindeki mutasyonlar bir insan hücre hattında kopyalandığında, modeller aksini tahmin etse de, otofajide belirgin bir kusur gözlenmedi. Bu tutarsızlık, diğer genlerin de otofajide rol oynamasından kaynaklanıyor olabilir. Başka bir deyişle ATG4D, protein klirensini kontrol eden tek gen değildir.
Ancak vücuttaki diğer hücrelerin aksine sinir hücreleri özellikle otofajiye bağımlıdır. Burada ATG4D işlevinin vazgeçilmez olma olasılığı vardır. Malikdan, “Beyin çok karmaşık ve nöronlar çok özel işlevler yerine getiriyor” diye açıklıyor. “Farklı nöronlar, bu işlevleri yerine getirmek için farklı genler kullanır, bu nedenle gereksiz genlerdeki değişikliklerin beyin için ciddi sonuçları olabilir.”
ATG4D’nin beyindeki hücresel atıkların geri dönüşümünü nasıl desteklediği tam olarak bilinmemektedir. Bireyler ve aileleri için yaratabilecekleri sorunlar göz önüne alındığında, bu yeni ama henüz tanımlanamayan durum gibi nadir hastalıklar, bilim insanlarına insan vücudunun birçok işleyişi (ve arızası) hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatı sunuyor. Malikdan, “Bu, nadir görülen hastalık araştırmalarındaki milyon dolarlık sorudur” diyor. “Nadir hastalıklar, biyolojik yolları anlamamıza yardımcı olabilir, böylece bu yolların diğer nadir ve yaygın hastalıklara nasıl katkıda bulunduğunu daha iyi anlayabiliriz.”
Bu çalışma npj Genomic Medicine adresinden derlenmiştir.