UMC St Radboud
Spontane mutaties belangrijke oorzaak van verstandelijke handicap
15-11-2010
Nijmeegse genetici presenteren nieuw paradigma voor onderzoek
Veel verstandelijke handicaps worden veroorzaakt door een spontane
mutatie in de zaadcel of eicel van de ouders. Met die ontdekking lossen
Nijmeegse onderzoekers niet alleen een paradox op, maar veroorzaken ze
ook een kleine revolutie in de genetica. Ze beschrijven hun onderzoek
in het artikel ´A de novo paradigm for mental retardation´ in het
wetenschapsblad Nature Genetics.
Twee procent van de Nederlandse bevolking heeft een verstandelijke
handicap. Er zijn diverse oorzaken voor verstandelijke handicaps
gevonden, maar bij elkaar opgeteld verklaren ze nog niet de helft van
alle gevallen. Wat is de´missing link´? Wat is de nog onbekende oorzaak
van de meeste verstandelijke handicaps?
Onderzoekers van het UMC St Radboud, onder leiding van Joris Veltman en
Han Brunner, tonen in een artikel in Nature Genetics aan dat nieuwe (de
novo) mutaties een groot deel van de handicaps verklaren. Deze
verstandelijke handicaps worden dus niet van generatie op generatie
doorgegeven, maar ontstaan door spontane genetische veranderingen in de
eicel of zaadcel van de ouders. Het kind heeft een foutje in een gen
dat bij beide ouders nog in orde is.
Genetisch verschil tussen ouders en kind
De onderzoekers brachten van tien kinderen met een verstandelijke
handicap alle 20.000 genen in kaart. Dat gebeurde ook met de 20.000
genen van de beide ouders. Door de resultaten met elkaar te vergelijken
is precies te zien óf en wáár er verschillen zijn ontstaan tussen de
genen van de ouders en de genen van hun kind.
Bij negen van de tien kinderen vonden de onderzoekers een verschil in
steeds een ander gen. Bij drie kinderen had het gen niets met de
aandoening te maken. Maar bij de overige zes kinderen vonden ze twee
genen die zeker en vier genen die zeer waarschijnlijk bij
verstandelijke handicaps betrokken zijn. Geneticus Joris Veltman: "De
verstandelijke handicap bij zes van de tien kinderen ontstaat kennelijk
door een nieuwe mutatie, een de novo mutatie. Dat is meer dan de helft
van de - tot dusver - onverklaarbare verstandelijke handicaps!"
Paradox opgelost!
In de genetica vormen verstandelijke handicaps een intrigerende
paradox. Mensen met een verstandelijke handicap krijgen zelden of nooit
kinderen; ze geven hun handicap dus niet door aan het nageslacht. Toch
balanceert het percentage verstandelijk gehandicapten in de bevolking
voortdurend rond de twee procent. Hoe kan dat? Waar komen de
verstandelijke handicaps dan wél vandaan? Een bevredigend antwoord was
er niet.
Veltman en Brunner bieden nu een verrassende oplossing voor deze
paradox. Veel verstandelijke handicaps ontstaan per toeval; door nieuwe
mutaties in het erfelijk materiaal van de kinderen. Waarschijnlijk
spelen ongeveer 1000 van onze 20.000 genen een belangrijke rol bij de
aanleg van de hersenen en de hersenfuncties. Mutaties in die genen
kunnen leiden tot een verstandelijke handicap.
Meer zekerheid
Ouders die een verstandelijk gehandicapt kind krijgen, willen weten wat
de oorzaak is, willen weten hoe groot de kans op herhaling is. Klinisch
geneticus Han Brunner: "In meer dan de helft van de gevallen konden we
daar geen antwoord op geven, omdat we de oorzaak niet kenden. Met deze
aanpak is ongeveer zestig procent van de nog onbekende oorzaken op te
helderen. Dat is een enorme stap vooruit. Bovendien weten we dat bij
een verstandelijke handicap die is ontstaan door zo´n nieuwe mutatie,
de kans op herhaling nauwelijks meer is dan voor de doorsnee bevolking.
Dat is voor veel ouders een geruststellende boodschap die kan meespelen
bij de keuze voor een volgend kind."
Kleine revolutie
Bij het kopiëren van de genen van de ouders naar het kind vindt
gemiddeld één nieuwe mutatie plaats. Omdat mischien wel 1000 van de
20.000 genen (1 op de 20) een rol spelen bij verstandelijke handicaps,
is de kans op een verstandelijke handicap door een nieuwe mutatie vrij
groot. Dat geldt ook voor andere aandoeningen waarbij veel genen zijn
betrokken, zoals schizofrenie en autisme. Deze mutaties kunnen hier dus
ook een belangrijke rol spelen.
Voor genetisch onderzoek betekent dat een kleine revolutie, een
paradigmaverschuiving. Veltman: "Tot dusver werd bij verstandelijke
handicaps vooral gezocht naar meerdere genen die samen de aandoening
veroorzaken. Complexe genetica noemen we dat. In de hele bevolking gaat
het bij verstandelijke handicaps inderdaad om wel duizend genen. Maar
per persoon - zo blijkt nu - is er in dit geval maar één gen dat de
handicap veroorzaakt. Dat nieuw gemuteerde gen kun je door het screenen
van de genen van ouders en patiënt zeer snel vinden, want er is maar
één factor, een verandering, die de doorslag geeft. Dat levert een
totaal nieuwe invalshoek op om naar ziekte, diagnostiek, therapie en
preventie te kijken."
Next Generation Sequencing
De onderzoekers konden dit soort onderzoek niet eerder uitvoeren, omdat
de apparatuur daarvoor ontbrak. Brunner: "Begin dit jaar heeft de
afdeling Antropogenetica de meest moderne sequencer aangeschaft. Dit
apparaat leest niet één gen af, maar alle 20.000 genen in één keer. Die
enorme versnelling brengt een revolutie in de genetica teweeg en die
wordt aangeduid met de term ´Next Generation Sequencing´. Screening van
het persoonlijk genoom ligt nu wat geld en tijdsduur binnen handbereik.
Dit onderzoek is daar een mooi voorbeeld van."