Установени са мутации в човешката сперма, които причиняват тежки заболявания при децата

Мутациите в човешките клетки се натрупват във всеки етап от живота ни – от ембрионалното развитие до старостта. В резултат се отключва така нареченият мозаицизъм – състояние, при което клетки в един човек са с различни ДНК секвенции, или генетична последователност.

Мозаицизмът се среща при всеки, но обикновено не се проявява. Ако абнормните клетки станат повече от нормалните, се развива заболяване. В случаите, когато мозаицизмът настъпи в спермата* или яйцеклетките, мутациите могат да засегнат както мъжа или жената, така и тяхното поколение.

Учени от детския институт за геномна медицина „Rady“ и медицинското училище в Сан Диего провеждат изследване, публикувано на 12.08.2021 г. в списание „Cell“. В него се описва нов метод за наблюдение и преброяване на мутациите, който ще им помогне да прогнозират с голяма точност вероятността те да се отразят на здравето на бъдещото поколение.

1 от 15 мъже може да е носител на мутации, опасни за здравето на децата му

По техни данни един от 15 мъже вероятно е носител на мутации, които биха могли да увредят здравето на неговите деца.

Предишни проучвания твърдяха, че мъжете, които стават родители в по-напреднала възраст, крият повече рискове за децата си, защото могат чрез гените си да им предадат болести като разстройство от аутистичния спектър например и някои форми на вродени дефекти. В най-новото изследване специалистите сравняват сперма от по-възрастни мъже със сперма от по-млади, за да установят има ли разлики в мутациите и какви са те.

Опасните за децата мутации не са обвързани с възрастта на бащата

Те откриват, че броят им не се различава, което означава, че и при едната, и при другата възрастова група рискът за децата е еднакво голям. Освен това мутациите, тясно свързани с възрастовия фактор, настъпват най-често в отделни сперматозоиди и съответно са в толкова ниска концентрация, че трудно се откриват.

Джоузеф Глийсън, част от екипа и професор по невронауки към медицинското училище в Сан Диего, споделя: „По-старите ни изследвания доказаха, че мутациите в спермата могат да причинят заболявания в бъдещото поколение като аутизъм и епилепсия. Остана неясно обаче защо и мъже без фамилна обремененост също попадат в тази група.“

Екипът секвенира стотици пъти спермата на всички участници, обхващайки целите им геноми, за да открие възможните мутации в малък процент от клетките.

Шаушу Янг, служител в лабораторията на Глийсън, разкрива: „Всеки еякулат носеше средно 30 мутации. Почти всички са установени при серийно пробовземане в продължение на 6 до 12 месеца. Повечето от тях не бяха открити в слюнката и в кръвта. С други думи, става въпрос за мутации, които настъпват само в клетките на спермата.“

„По-вероятно е мутациите да са възникнали по време на ембрионалното развитие на бащата“

Според Мартин Брюс, съавтор и асистент по детска и клинична генетика към медицинското училище на Университета на Колорадо, „сравнителният анализ на сперма от възрастни и млади мъже показва съвсем незначителни разлики в мутациите.“ След като възрастта не играе роля, то най-вероятно те са настъпили по време на ембрионалното развитие на бащата и са останали незабелязани до момента, в който се ражда неговото дете.

Наблюденията на екипа разкриват още, че клетките в спермата са много добре защитени в ниши на стволовите клетки. Тези ниши допринасят за поддържане на собствената им популация и на техния относителен дял в еякулата.

Глийсън смята, че мутациите засягат сериозно здравето на човека. Възможно е те да причиняват 15% от случаите на разстройства от аутистичния спектър, вроден порок на сърцето и някои други тежки детски болести. Той се надява, че, ако мъжете са информирани предварително за увредените гени на сперматозоидите си, ще бъдат избегнати много от тези заболявания сред децата.

Учените планират да се фокусират върху причините за мутациите, които възникват при по-възрастните мъже, и дали е възможно излагането на определени външни фактори също да допринесе за тях. За целта екипът набира семейства с деца с увреждания, резултат от нови мутации, чиито бащи могат да дадат сперма, която да бъде изследвана за наличието на същата тази мутация.

Екипът работи паралелно с клиники по безплодие, за да изчисли доколко мозаечните мутации се предават на ембрионите.

*Xiaoxu Yang, Martin W. Breuss et al. "Developmental and temporal characteristics of clonal sperm mosaicism". Cell. August 12, 2021.