Toen Tommy van Erin Lopes 15 maanden oud was, raakte ze gealarmeerd toen hij stopte met 'ja' en 'nee' te zeggen en haar blik vast te houden. Pas toen hij drie jaar oud was, kreeg Tommy eindelijk de diagnose autisme.
Tommy had twee neven en nichten in het autismespectrum, dus Lopes vermoedde dat het in gezinnen voorkomt. Dus ze was opgelucht toen haar dochter Evee Bak, die 17 maanden na Tommy werd geboren, in volledige zinnen sprak op haar tweede verjaardag. De peuter leek zich niet in het autismespectrum te bevinden - wat autisme vandaag de dag 'neurotypisch' noemt.
Erin's kinderen zijn een voorbeeld van een vraag die al tientallen jaren verbijsterd is: gezien het feit dat autisme, een ontwikkelingsstoornis die het vermogen van een persoon om te communiceren en te interageren, in de meeste gevallen wordt geërfd, waarom krijgen meisjes het tegen veel lagere tarieven dan jongens? Volgens een studie uit 2011 door een internationaal team van psychiaters en kinderartsen, was bijna een vierde van de broers van autistische kinderen waarschijnlijk in het spectrum, maar dat percentage daalde tot 9 procent voor zussen.
Wetenschappers hebben zich historisch gericht op het bestuderen van een "kwartet" van twee biologische ouders en twee autistische kinderen. Nog recenter onderzoek vraagt om meer informatie over de onaangetaste broers en zussen - met name meisjes. En in een tijdperk waarin onderzoekers het menselijk genoom massaal in kaart kunnen brengen - en 100 genetische regio's hebben geïdentificeerd waarvan wordt aangenomen dat ze verband houden met autisme - is er behoefte aan veel DNA-gegevens van zowel autistische als neurotypische broers en zussen.
"We willen weten: 'Is er een reden dat ze geen diagnose hebben?", Zegt Alycia Halladay, chief science officer bij de Autism Science Foundation, die het Autism Sisters Project financiert in het Mount Sinai Hospital in New York City, de Universiteit van Californië in San Francisco en het Broad Institute in Cambridge, Massachusetts Tot nu toe hebben onderzoekers genetische monsters van meer dan 5000 families verzameld.
Het raadselachtige deel, zegt ze, is dat sommige zussen dezelfde genetische mutaties hebben als hun broers en zussen, maar de symptomen van autisme, zoals repetitief gedrag en communicatieproblemen, niet zullen ontwikkelen. "We moeten eerst uitzoeken wat de beschermende factor is", zegt Halladay. "Dan kunnen we deze informatie gebruiken om een therapie voor zowel jongens als meisjes te ontwikkelen."
Voor Lopes was het idee om bij te dragen aan autisme-onderzoek om de genetische onderbouwing als een familie te begrijpen logisch. Nadat Tommy in 2003 de diagnose had gekregen, was ze gefrustreerd door onderzoek dat had gesuggereerd dat therapieën zoals gluten- en caseïnevrije diëten proberen of kleurstoffen voor levensmiddelen vermijden - maar ze bood weinig andere biologische inzichten. "Ik wilde begrijpen wat precies de ontwikkeling van Tommy verstoorde. Maar wetenschappers konden de pathologie van autisme niet verklaren", zegt Lopes, een verpleegkundige in Philadelphia. Ze konden niet uitleggen waarom een kind weinig interesse had in sociale betrokkenheid. en het duurt langer om te leren praten, terwijl haar andere kind met het verwachte tempo vorderde.
Ze hield ook van het opnemen van Evee. "Broers en zussen zijn zo belangrijk voor elkaar en nu hebben ze een manier om te helpen", zegt Lopes, die met haar man acht jaar geleden een liefdadigheidsvoetbaltoernooi oprichtte met de Autism Science Foundation. "Als er iets was dat we konden leren over haar genetische samenstelling die haar broer kon helpen, was dat zinvol voor ons."
Dus drie jaar geleden maakte het gezin van vier een roadtrip naar Mt. Sinaï in New York City. Ze spugen elk in een verzamelbuis en droegen hun DNA over aan de wetenschap. "Het was iets dat nog nooit eerder was gebeurd", zegt Evee, nu 17. "Ik voelde me belangrijk daar te zijn omdat het allemaal over zussen ging."
Een nieuwe genetische 'tas met trucs'
Het kraken van de genetische code van autisme is nog nooit zo urgent geweest. In april kondigden de Centers for Disease Control aan dat het zijn schatting van kinderen met autisme met 15 procent had verhoogd - tot 1 op 59 van 1 op 68 van een paar jaar geleden. De bijgewerkte cijfers weerspiegelen gedeeltelijk de toegenomen diagnoses van zwarte en Spaanse kinderen die in eerdere rapporten ondervertegenwoordigd waren.
Tegelijkertijd ontdekken onderzoekers dat autisme complexer is dan ze ooit hadden gedacht. “Er is geen autisme. We leren dat er veel autisme is ', zegt Dean Hartley, senior directeur van genomic discovery en translationele wetenschap bij de non-profit advocacy organisatie Autism Speaks. Sommige onderzoekers zien autisme nu als een reeks aandoeningen die werken op meerdere biochemische paden in de hersenen. Om nog maar te zwijgen over de toegenomen belangstelling voor de rol van het milieu bij het inschakelen van bepaalde genen - een snelgroeiend veld dat bekend staat als epigenetica. "De volgende vraag zal zijn hoe gepersonaliseerde medicijnen te ontwikkelen voor alle verschillende vormen", zegt Hartley.
Deze ontdekkingen worden aangewakkerd door een verhoogde toegang tot hele genoomsequencing, waarmee onderzoekers alle 3 miljoen DNA-basenparen van een persoon kunnen kraken en zeldzame mutaties kunnen zien. Sinds het eerste menselijke genoom in 2003 werd bepaald, is de technologie dramatisch in prijs gedaald. Autism Speaks beheert een openbaar beschikbare database met meer dan 7.200 toegewezen genomen van mensen met autisme en hun familieleden. De Simons Foundation heeft ook genetische monsters verzameld van 2.600 gezinnen met één kind met autisme en onaangetaste ouders en broers en zussen. De databases helpen onderzoekers om de erfelijkheid van autisme-genen te achterhalen en om te identificeren wat bekend staat als "de novo" -mutaties die op zichzelf verschijnen zonder duidelijke genetische links en minder dan een vijfde van de gevallen vertegenwoordigen.
Het voordeel van kijken naar broers en zussen is dat ze 50 procent van de genen van het autistische kind delen, legt Stephen Scherer uit, directeur van het Center for Applied Genomics in het Hospital for Sick Children in Toronto. Zijn groep heeft de volgorde van meer dan 4.000 gezinnen, waaronder een met zes kinderen in het spectrum. "Als de onaangetaste broer of zus dezelfde mutatie heeft maar geen autisme heeft, suggereert dit dat de mutatie niet betrokken is bij het autisme van de familie, " zegt hij. Of onderzoekers moeten het complexe samenspel van krachten uitzoeken dat bepaalde genen zou kunnen activeren, of dat nu dieet is, gebeurtenissen in de baarmoeder - of zoals in geval van onaangetaste zussen, vrouwelijke hormonen. "We zien genetica als een zak met trucs om nieuwe paden te begrijpen", zegt hij. "Deze kleine aanwijzingen die vaak afkomstig zijn van broers en zussen zijn wat ons onderzoek vooruit zal stuwen."
Geheimen van de darm
Een datawetenschapper van Stanford denkt dat neurotypische broers en zussen een ander mysterie zullen helpen oplossen: waarom hebben hun broers en zussen met autisme een andere darmflora? "We hebben geleerd dat 90 procent van de kinderen met autisme last heeft van darmproblemen, zoals inflammatoire darmaandoeningen, " zegt Dennis Wall, universitair hoofddocent kindergeneeskunde, psychiatrie en biomedische gegevenswetenschappen aan de Stanford Medical School. Hij vermoedde dat er een soort unieke bacteriestam in deze microbiomen van deze kinderen zat, een proefschrift dat werd ondersteund door het recente werk van een Arizona State University-team dat de gastro-intestinale symptomen had verbeterd van 18 patiënten met autisme die gezonde fecale transplantaties hadden gekregen.
Gezien het feit dat het microbioom door alles kan worden beïnvloed, van stress, voeding, slapen en sporten, voorspelde hij dat broers en zussen perfecte vergelijkingen zouden zijn en zou hij kunnen verklaren of de darm een oorzaak van autisme zou kunnen zijn.
"Onaangetaste broers en zussen, met name die dicht bij de leeftijd van het getroffen kind, vertegenwoordigen een ideale controle van de familieomgeving, " zegt Wall. “Deze kinderen wonen in hetzelfde huis. Ze ademen dezelfde lucht in en eten over het algemeen hetzelfde voedsel, vooral als ze Amerikaans zijn. Ze gaan veel macaroni en kaas, gewone pasta en kipnuggets eten. ”Aangezien kinderen met autisme de neiging hebben om notoir kieskeurige eters te zijn, zegt hij dat het ook de moeite waard is om te onderzoeken of een bepaald microbiologisch middel tot beperkt eten leidt en hun microbioom vroeg.
Na het afronden van een kleine pilotstudie die significante verschillen in de darmflora van broers en zussen met en zonder autisme aan het licht bracht, vond Wall een bedrijfspartner in Second Genome, een biotechbedrijf in Bay Area dat een subsidie van $ 2, 1 miljoen ontving van de National Institutes of Health een grotere studie. Onderzoekers hebben onlangs 150 gezinnen aangeworven met ten minste één kind met autisme en één zonder dat de kinderen jonger waren dan acht jaar en minder dan twee jaar uit elkaar en verzamelden drie ontlastingsmonsters gedurende drie weken. (Speciale diëten werden gecontroleerd voor.) Na het sequencen van de monsters, hopen onderzoekers bepaalde stammen te identificeren en erachter te komen hoe ze hersengedrag beïnvloeden. "Dat zou ons een beter begrip geven van wat therapeutische microben hun GI en gedragssymptomen zouden kunnen verbeteren", zegt Karim Dabbagh, wetenschappelijk hoofdofficier van Second Genome. "Dan kunnen we dat vertalen in een medicijn."
De familie Bak and Lopes: Tim Bak, Erin Lopes, Evee Bak en Tommy Bak. (Courtesy Evee Bak) Evee en Tommy Bak, die nu 18 is, spelen in een band samen genaamd de "Bak Pak" - zij op drums en hij op gitaar en piano. “Ik hou van de relatie die broers en zussen met elkaar hebben. Het is een unieke. We zijn echt goede vrienden. We kijken elke ochtend samen tv ', zegt ze. "Ik zou alles doen om het leven van Tommy of andere kinderen in het spectrum te verbeteren."
Tommy, die net aan zijn eerste jaar aan het Delaware County College in Media is begonnen, Penn, zegt dat hij zich speciaal voelde toen zijn familie naar New York reisde om hun genetisch materiaal te doneren. "Het was alleen voor mij, " zegt hij, eraan toevoegend dat hij hoopte dat het onderzoek zou leiden tot betere diensten om de communicatie en zelfstandige woonvaardigheden voor zijn leeftijdsgenoten met autisme te verbeteren. "We kunnen eindelijk leren waarom ze reageren op bepaalde situaties en hoe ze te helpen", zegt hij. “Het zou betekenen dat we eigen plaatsen kunnen hebben en niet bij onze families hoeven te wonen. Ik zou ooit een gezin en kinderen willen hebben. Ik zou graag dezelfde dingen willen hebben als alle anderen. '
