Genetische Ursachen der Zerebralparese durch Sequenzierung des gesamten Genoms aufgedeckt

Eine von Kanada durchgeführte Studie hat Gene identifiziert, die möglicherweise teilweise für die Entwicklung einer Zerebralparese verantwortlich sind.

Zerebralparese (CP), eine Erkrankung, die die Entwicklung motorischer Fähigkeiten bei Kindern beeinträchtigt, ist die häufigste körperliche Behinderung, die im Kindesalter auftritt. CP kann unterschiedliche Ursachen haben, wie zum Beispiel Infektionen, Verletzungen oder Sauerstoffmangel vor oder während der Geburt, aber die genetischen Ursachen für CP sind weitgehend unbekannt.

Neuartige Forschungen von Wissenschaftlern des Hospital for Sick Children (SickKids), des Research Institute of the McGill University Health Centre (RI-MUHC) und des Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital, die ein kanadisches Projekt mit mehreren Standorten leiteten, bieten einen detaillierteren Einblick die genetischen Ursachen der Erkrankung. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass es viele genetische Varianten gibt, die zur CP beitragen und die künftige Diagnose und Behandlung beeinflussen könnten.

„100 Jahre lang wurde angenommen, dass Zerebralparese ausschließlich auf Umweltfaktoren während der Geburt zurückzuführen ist“, sagt Dr. Stephen Scherer, Co-Leiter der Studie, Forschungsleiter und leitender Wissenschaftler im Genetics & Genome Biology-Programm bei SickKids und Direktor von The Zentrum für Angewandte Genomik. „Da wir nun ein besseres Verständnis für die komplexe Beziehung zwischen den genetischen und umweltbedingten Faktoren der Zerebralparese haben, hoffen wir, dass wir die Betreuung dieser Kinder verbessern können.“

Jedes zehnte Kind mit CP hat eine genetische Variante, die mit seiner Erkrankung in Zusammenhang steht

Veröffentlicht in NaturgenetikDie Wissenschaftler führten eine Gesamtgenomsequenzierung bei 327 Kindern mit CP, einschließlich ihrer leiblichen Eltern, durch und verglichen diese mit drei unabhängigen klinischen Kohorten sowie zwei pädiatrischen Kontrollkohorten, um herauszufinden, ob genetische Varianten an CP beteiligt sein könnten.

Die siebenjährige Studie ergab, dass mehr als jedes zehnte Kind (11,3 Prozent) eine genetische Variante oder wahrscheinliche genetische Variante für seine CP aufwies, und 17,7 Prozent der Kinder hatten Varianten von ungewisser Bedeutung, die nach weiteren Untersuchungen mit CP in Zusammenhang stehen könnten. Viele der Varianten überschnitten sich auch mit anderen neurologischen Entwicklungsstörungen, einschließlich der Autismus-Spektrum-Störung (ASD), die bei Kindern mit CP weit verbreitet ist.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass CP und seine Ursachen möglicherweise viel vielfältiger sind als bisher angenommen, und zeigen die Stärke der Kombination von Präzisionsmedizinprogrammen, einschließlich des Präzisionsgesundheitsprogramms des Bloorview Research Institute und Precision Child Health bei SickKids, einer Bewegung, die jedem Patienten eine individuelle Betreuung bietet.

„Unsere Ergebnisse sind ein Schritt nach vorn für ein besseres Verständnis der komplexen genetischen und umweltbedingten Risikofaktoren, die die Wahrscheinlichkeit einer Person, an dieser komplexen Erkrankung zu erkranken, bestimmen können, um bei der Individualisierung zukünftiger Behandlungsansätze zu helfen“, sagt Dr. Maryam Oskoui, Co-Leiterin der Studie und leitende klinische Wissenschaftlerin von der Fonds de Recherche du Québec Santé am Forschungsinstitut des McGill University Health Center und Direktor der Abteilung für Neurologie am Montreal Children’s Hospital.

„Unser umfangreicher Datensatz aus tief genotypisierten und phänotypisierten Trios bietet die beste verfügbare Evidenz für die Umstellung der klinischen Praxis auf die Einbeziehung von Gentests bei allen Kindern mit CP.“

Offene Daten bilden die Grundlage für zukünftige Forschung

Die im Rahmen dieser Studie gesammelten Daten sind die ersten Daten zur Sequenzierung des gesamten Genoms, die auf der Analyse- und Informatikplattform Brain-CODE verfügbar gemacht werden, die vom Ontario Brain Institute verwaltet wird. Diese Initiative zielt darauf ab, den Zugang zu Genomsequenzierungsdaten für Wissenschaftler auf der ganzen Welt zu verbessern.

„Viele der Kinder, die wir durch unsere Türen kommen sehen, weisen genetische Variationen auf, die mit ihrer Zerebralparese in Zusammenhang stehen“, erklärt Co-Erstautor Dr. Darcy Fehlings, leitender klinischer Wissenschaftler am Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital. „Diese Möglichkeit der Präzisionsmedizin ist von größter Bedeutung, um die Ätiologie aller Kinder mit CP genau zu diagnostizieren, die Familienberatung zu verbessern und Interventionen (medizinische und Rehabilitationsmaßnahmen) auszuwählen, die für das Kind am besten geeignet sind.“

Die Forschungsteams hoffen, dass die Daten auch anderen Wissenschaftlern dabei helfen können, neue Gene und Signalwege zu identifizieren, die an CP beteiligt sind, und weitere Forschung anzuregen, um zu verstehen, wie sie das Gehirn beeinflussen und wie sie gezielt für Interventionen eingesetzt werden können.

„Holland Bloorview freut sich, diese neue Forschung mitzuleiten, die die CP-Behandlungslandschaft revolutionieren wird. Die Arbeit der Dr. Scherer und Fehlings legt den Grundstein für gezieltere Behandlungsmöglichkeiten durch die Kraft der Präzisionsgesundheit – und verändert das Leben von Kindern, Jugendlichen, und Familien auf lokaler, nationaler und internationaler Ebene”, sagt Dr. Evdokia Anagnostou, Vizepräsidentin für Forschung und Direktorin des Bloorview Research Institute.