افزایش جهش‌های ژنتیکی در کودکان را می‌توان از اشتباهات در اسپرم پدر ردیابی کرد

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۱ می، ۲۰۲۲
لینک منبع: Increased Genetic Mutations in Children Can Be Traced Back to Mistakes in Father’s Sperm

دانشمندان علت افزایش تعداد جهش‌ها در کودکان را به میزان زیادی به جهش‌های تصادفی در سلول‌های اسپرم پدر بیولوژیکی ردیابی کرده‌اند که با نقایص ژنتیکی نادر در ترمیم یا شیمی‌درمانی DNA همراه است.

تحقیقات جدید نشان داده‌است که برخی موارد نادر از میزان جهش ژنتیکی بالاتر در کودکان، که به‌عنوان هایپرجهش شناخته می‌شوند، می‌توانند به پدری که تحت شیمی‌درمانی خاصی است مرتبط باشند.

محققان موسسه Wellcome Sanger و همکاران آن‌ها اطلاعات ژنتیکی بیش از ۲۰۰۰۰ خانواده را تجزیه‌وتحلیل کردند و ۱۲ کودک را شناسایی کردند که بین دوتا هفت برابر بیشتر از جمعیت کل جهش داشتند. این تیم اکثریت آن‌ها را به افزایش جهش در اسپرم پدر بیولوژیکی مرتبط کرد.

این تحقیق، که امروز (۱۱ می ۲۰۲۲) در مجله طبیعت منتشر شد، نشان می‌دهد که تنها کم‌تر از نیمی از این پدران با انواع خاصی از شیمی‌درمانی در اوایل زندگی درمان شده‌بودند، که می‌تواند به افزایش تعداد جهش‌ها در سلول‌های اسپرم آن‌ها مرتبط باشد.

در حالی که این موارد هایپرجهش در کودکان نادر هستند و در اکثریت قریب به اتفاق کودکان منجر به اختلالات ژنتیکی نخواهند شد، هایپرجهش خطر داشتن یک کودک مبتلا به اختلال ژنتیکی نادر را افزایش خواهد داد. بررسی بیشتر این موضوع با توجه به پیامدهای آن برای بیمارانی که شیمی‌درمانی دریافت می‌کنند و می‌خواهند در آینده صاحب فرزند شوند، مهم است.

اگر تحقیقات بیشتر تاثیر شیمی‌درمانی را تایید کند، می‌توان به بیماران این فرصت را داد که اسپرم خود را قبل از درمان منجمد کنند.

زمانی که ژن‌ها از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌شوند با نرخ خطای بسیار کمی کپی می‌شوند. با این حال، از آنجا که ژنوم انسان شامل سه میلیارد حرف است، جهش‌های تصادفی در اسپرم و تخمک اجتناب‌ناپذیر هستند و از والد به کودک منتقل می‌شوند. این بدان معنی است که به‌طور معمول هر کودک حدود ۶۰ تا ۷۰ جهش جدید دارد که والدین بیولوژیکی آن‌ها ندارند. این جهش‌ها مسئول تنوع ژنتیکی همراه با بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی هستند. حدود ۷۵ درصد از این جهش‌های تصادفی از پدر می‌آیند.

بیشتر اختلالات ژنتیکی تنها زمانی رخ می‌دهند که هر دو نسخه از یک ژن مهم آسیب ببینند و منجر به چیزی شوند که به‌عنوان یک بیماری مغلوب شناخته می‌شود. اگر تنها یک کپی آسیب‌دیده باشد، برای مثال، با یک جهش جدید، باقی نسخه عملکردی ژن قادر به جلوگیری از بیماری خواهد بود. با این حال، تعداد کمی از اختلالات ژنتیکی، که به‌عنوان اختلالات غالب شناخته می‌شوند، زمانی رخ می‌دهند که تنها یک کپی از یک ژن آسیب‌دیده باشد. این اختلالات غالب هستند که می‌توانند توسط یک جهش تصادفی منفرد ایجاد شوند.

یکی از عوامل اصلی موثر بر میزان جهش، سن والدین است، با افزایش سالانه ۱.۳ جهش در پدران و سالانه ۰.۴ جهش در مادران. اگر تعداد بیشتری از جهش‌های ژرم‌لاین (رگه زایشی) وجود داشته باشد، خطر تولد کودک با اختلال غالب بیشتر است. با این حال، هایپرجهش در کودکان همیشه به این معنی نیست که آن‌ها یک اختلال غالب خواهند داشت.

در تحقیقات جدید، از موسسه Wellcome Sanger و همکاران، دانشمندان از داده‌های ژنتیکی و سوابق سلامت خانواده از پایگاه‌های اطلاعاتی موجود برای شناسایی کودکانی استفاده کردند که نرخ جهش بالایی، یعنی بین دوتا هفت برابر بیشتر از حد متوسط، داشتند تا بررسی کنند که این موارد ممکن است از کجا نشات گرفته باشند. این تیم داده‌های بیش از ۲۰۰۰۰ خانواده انگلیسی را با کودکانی با شرایط ژنتیکی مشکوک که در پروژه‌های تشخیص اختلالات ژنتیکی و ۱۰۰۰۰۰ ژنوم شرکت داشتند، مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داد.

آن‌ها دریافتند که کودکان مبتلا به هایپرجهش در میان این خانواده‌ها نادر هستند. از آنجا که تعداد کودکان مبتلا به هایپرجهش تنها ۱۲ نفر از حدود ۲۰۰۰۰ نفر بود، این میزان از جهش‌های افزایش‌یافته نمی‌توانست ناشی از مواجهه‌های رایج مانند سیگار کشیدن، آلودگی و یا تنوع ژنتیکی شایع باشد.

برای ۸ تا از این کودکان، جهش‌های اضافی می‌تواند به اسپرم پدرشان مرتبط باشد. این امکان وجود داشت که جزئیات هفت خانواده را به تفصیل بررسی کرد، جایی که جهش‌های اضافی از پدر بیولوژیکی ناشی می‌شد. دو پدر، انواع ژنتیکی مغلوب نادری داشتند که مکانیسم‌های ترمیم DNA را مختل می‌کردند.

پنج مرد دیگر پیش از بارداری، تحت شیمی‌درمانی قرار گرفته بودند. سه نفر از این کودکان دارای الگوی جهش‌های خاص شیمی درمانی با استفاده از داروهای مبتنی‌بر پلاتین بودند و پدران دو کودک دیگر هر دو شیمی درمانی با مواد آلکیله‌کننده مشتق از خردل دریافت کرده بودند. با این حال، با مرتبط کردن داده‌های ژنتیکی با داده‌های سلامت ناشناس، می‌توان نشان داد که بیشتر پدران و همه مادرانی که شیمی‌درمانی را قبل از بارداری دریافت کرده بودند، کودکانی با جهش‌های قابل‌توجه نداشتند.

این مطالعه ارزش ارتباط داده‌های ژنتیکی در سراسر کشور و سوابق بالینی معمول را به روش‌های امن، ناشناس و قابل‌اعتماد نشان می‌دهد تا بینش منحصر به فردی را در مورد سوالات پیش‌بینی‌نشده اما مهم فراهم کند. از طریق تلاش‌های تحقیقات داده‌های سلامت بریتانیا و شرکای آن، انجام این نوع تحلیل‌های مسئولانه از ارتباط بالقوه بالینی در آینده آسان‌تر خواهد بود.

اگر چه شیمی‌درمانی یکی از موثرترین درمان‌ها برای سرطان است اما به‌طور گسترده شناخته شده‌است که می‌تواند عوارض جانبی مخرب و ناتوان‌کننده داشته باشد. متخصصین بالینی هنگام تجویز این روش درمانی این موارد را در نظر می‌گیرند.

اگر ثابت شود که این نوع شیمی‌درمانی بر روی اسپرم برخی از بیماران تاثیر می‌گذارد، این می‌تواند پیامدهای بالینی بر روی برنامه‌های درمانی و تنظیم خانواده داشته باشد. تحقیقات بیشتر برای بررسی این موضوع در سطحی عمیق‌تر قبل از تغییر درمان برای سرطان در مردان مورد نیاز است. در حال حاضر مشخص نیست که چرا این نوع از شیمی‌درمانی به نظر می‌رسد که اسپرم را بیشتر از سلول‌های تخمک تحت‌تاثیر قرار می‌دهد.

دکتر جوانا کاپلانیس، نویسنده اول و فوق دکتری فلوشیپ در موسسه Wellcome Sanger، گفت: هایپرجهش در کودکان، که در آن بین دو تا هفت برابر بیشتر از جمعیت عمومی جهش تصادفی دارند، نادر است و در نتیجه نمی‌تواند ناشی از عوامل سرطان‌زا و مواجهه‌های رایج باشد. تحقیق ما بیش از ۲۰۰۰۰ خانواده را تجزیه‌وتحلیل می‌کند و دلایل جدید این جهش‌ها را مشخص می‌کند، آن‌ها را به جهش ژرم‌لاین در اسپرم پدر و همچنین شناسایی یک امضای جهش جدید مرتبط می‌سازد. درک تأثیر این جهش‌های ژرم‌لاین در اسپرم می‌تواند به ما کمک کند تا دریابیم چرا برخی از افراد احتمال بیشتری برای داشتن فرزندی با این نرخ‌های بالای جهش‌های تصادفی دارند و در صورت ایجاد بیماری به محافظت در برابر این جهش‌ها کمک می‌کند.

جان دانش، مدیر HDR کمبریج بریتانیا، که از این تحقیق حمایت کرد، گفت: هایپرجهش در کودکان یک پدیده غیرمعمول اما مهم است که خطر تغییر زندگی بیماری‌های ژنتیکی را افزایش می‌دهد. تیم با کنار هم آوردن داده‌های ژنتیکی در مقیاس، و ارتباط دادن آن با داده‌های بالینی معمول مانند سوابق بیمارستانی والدین، عوامل خطر جدیدی را شناسایی کرده‌است که ممکن است بر تصمیمات مراقبت‌های بهداشتی آینده تاثیر بگذارند. این کار به زیبایی نشان می‌دهد که چگونه کار در برنامه تحقیقاتی داده‌های بهداشتی بریتانیا در درک علل بیماری به پیوند داده‌های ژنتیکی و سوابق بالینی سراسری به روش‌های ایمن، ناشناس و قابل اعتماد کمک می‌کند که بینش‌های منحصربه‌فردی را در مورد سؤالات پیش‌بینی نشده اما مهم ارائه می‌دهد.

آقای مارک کالفیلد، از دانشگاه کوئین مری لندن، و محقق ارشد سابق در ژنومیک انگلستان، گفت: این یافته‌ها تنها به دلیل دسترسی به کل ژنوم و مرتبط کردن اطلاعات سوابق سلامت اعضای خانواده از پروژه ۱۰۰۰۰۰ ژنومی امکان‌پذیر بود. این یافته‌ها واقعا می‌تواند به افراد مبتلا به سرطان کمک کند تا تنظیم خانواده را در نظر بگیرند.

پروفسور متیو هرلس، نویسنده ارشد و رئیس ژنتیک انسانی در موسسه Wellcome Sanger گفت: شیمی‌درمانی یک درمان بسیار موثر برای بسیاری از سرطان‌ها است، اما متاسفانه می‌تواند اثرات جانبی زیان‌آوری داشته باشد. تحقیق ما نشان داد که ارتباط قابل قبولی بین دو نوع شیمی‌درمانی و تاثیر آن‌ها بر اسپرم در تعداد بسیار کمی از مردان وجود دارد. این نتایج به مطالعات سیستماتیک بیشتری نیاز دارند تا ببینند که آیا ارتباطی سبب بین شیمی‌درمانی و جهش‌های اسپرم وجود دارد، و آیا راهی برای شناسایی افراد در معرض خطر قبل از درمان وجود دارد، بنابراین آن‌ها می‌توانند اقدامات تنظیم خانواده مانند منجمد کردن اسپرم خود قبل از درمان را انجام دهند. من همچنین می‌خواهم از خانواده‌هایی که اطلاعات ژنتیکی و بهداشتی خود را برای انجام این تحقیق اهدا کرده‌اند تشکر کنم.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات ژنتیک ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.