Choroby genetyczne – klasyfikacja, mechanizmy i diagnostyka

Co to są choroby genetyczne?

Choroby genetyczne to zaburzenia zdrowotne wynikające z nieprawidłowości w materiale genetycznym człowieka, czyli w DNA. Mogą one powstać na skutek mutacji w pojedynczych lub wielu genach, nieprawidłowości w liczbie lub/i strukturze chromosomów. Niektóre z chorób są przekazywane od rodziców, a inne powstają de novo, czyli mutacja występuje po raz pierwszy u danej osoby.

Klasyfikacja chorób genetycznych wygląda następująco:

1.    Choroby jednogenowe (monogenowe): powodowane przez mutację w jednym, konkretnym genie. Dziedziczone zazwyczaj w sposób autosomalny dominujący, recesywny lub sprzężony z płcią. Przykłady: mukowiscydoza, anemia sierpowata.

2.    Choroby chromosomowe: spowodowane zmianami w liczbie (np. trisomie) lub strukturze chromosomów (np. delecje, translokacje). Przykład: zespół Downa (trisomia 21. chromosomu), zespół Patau (trisomia 13. chromosomu).

3.    Choroby wieloczynnikowe (poligenowe): powstają na skutek współdziałania wielu genów i czynników środowiskowych. Przykłady: nadciśnienie tętnicze czy niektóre rodzaje cholesterolemii.

Skąd się biorą choroby genetyczne? Przyczyny

Choroby genetyczne powstają w wyniku zmian (mutacji) w materiale genetycznym człowieka (DNA). Niektóre choroby są skutkiem pojedynczej mutacji w jednym genie, inne wynikają z większych zmian w strukturze lub liczbie chromosomów. Głównymi przyczynami chorób genetycznych są:

• Mutacje genowe: zmiany w sekwencji DNA mogą prowadzić do produkcji wadliwych białek lub ich braku. Mutacje mogą być dziedziczone lub pojawić się de novo – czyli spontanicznie, w trakcie powstawania komórek rozrodczych lub w okresie zarodkowym.
• Nieprawidłowości chromosomowe: zmiany liczby (np. dodatkowy chromosom) lub struktury chromosomów prowadzą do poważnych zaburzeń rozwojowych.
• Wielogenowe choroby: w chorobach wieloczynnikowych takie czynniki jak dieta, stres, infekcje czy ekspozycja na toksyny mogą modyfikować ekspresję genów i wpływać na rozwój choroby.

Jakie są najbardziej znane choroby genetyczne?

Choroby genetyczne stanowią istotny problem zdrowotny na skalę globalną. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia, około 1% populacji światowej cierpi na choroby jednogenowe, co przekłada się na 70-80 mln osób. Jednakże, gdy uwzględnimy wszystkie rzadkie choroby, z których około 80% ma podłoże genetyczne, liczba ta wzrasta do około 300-400 mln ludzi na całym świecie. Oznacza to, że nawet 5-6% globalnej populacji może być dotknięta rzadką chorobą genetyczną. Poniżej opisujemy najczęstsze choroby genetyczne w populacji.

Zespół Downa

Zespół Downa to najczęstsza trisomia wynikająca z obecności dodatkowego, trzeciego chromosomu 21. Charakteryzuje się opóźnieniem rozwoju umysłowego, charakterystycznymi cechami fizycznymi oraz zwiększonym ryzykiem wad wrodzonych.

Zespół Edwardsa

Zespół Edwardsa (trisomia 18. chromosomu) to ciężkie zaburzenie genetyczne prowadzące do licznych wad wrodzonych, znacznego opóźnienia rozwoju i niskiej przeżywalności.

Zespół Klinefeltera

Choroba dotyczy mężczyzn i wynika z obecności dodatkowego chromosomu X (47,XXY). Objawia się m.in. zaburzeniami dojrzewania płciowego, niepłodnością i cechami feminizacji sylwetki.

Zespół Ehlersa-Danlosa

Zespół Ehlersa-Danlosa to grupa zaburzeń tkanki łącznej, której cechą charakterystyczną jest nadmierna elastyczność skóry, hipermobilność stawów. Może prowadzić do poważnych powikłań, takich jak pęknięcia naczyń krwionośnych.

Zespół Pradera-Williego

Zaburzenie genetyczne prowadzące do hipotonii (obniżonego napięcia mięśniowego) u niemowląt, a później do nadmiernego apetytu, otyłości, niskiego wzrostu i trudności w uczeniu się.

Mukowiscydoza

Mukowiscydoza to jedna z najczęstszych chorób jednogenowych w Europie. Powoduje zaburzenia w pracy gruczołów wydzielniczych, prowadząc do przewlekłych infekcji płuc i problemów trawiennych.

Hemofilia

Hemofilia to dziedziczna choroba krwi, w której zaburzone jest krzepnięcie. Najczęściej dotyczy mężczyzn i objawia się skłonnością do przedłużających się krwawień, zarówno zewnętrznych, jak i wewnętrznych. Leczenie polega na regularnym podawaniu czynników krzepnięcia.

Fenyloketonuria

Metaboliczna choroba genetyczna, w której brak enzymu przekształcającego fenyloalaninę prowadzi do uszkodzenia mózgu. Wczesna diagnoza i dieta mogą zapobiec objawom.

Zobacz także: Diagnostyka choroby Huntingtona – dowiedz się więcej

Rzadkie choroby genetyczne u dzieci i dorosłych

Choć poszczególne choroby występują rzadko, to łącznie dotykają miliony osób na całym świecie. Przykładami takich schorzeń są:

• Zespół Retta – ciężkie zaburzenie neurologiczne, głównie u dziewczynek.
• Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – prowadzi do postępującego zaniku mięśni u chłopców.
• Zespół Angelmana – zaburzenie neurologiczne związane z opóźnieniem rozwoju i napadami śmiechu.
• Porfirie – grupa rzadkich chorób metabolicznych związanych z nieprawidłową syntezą hemu.

Zobacz także: Zespół Marfana – czym jest i jakie daje objawy? Diagnostyka i leczenie

Jak stawia się diagnozę?

Diagnostyka chorób genetycznych odgrywa kluczową rolę w ich wczesnym wykrywaniu, leczeniu i planowaniu dalszej opieki medycznej. Proces ten opiera się na analizie materiału genetycznego pacjenta w celu identyfikacji mutacji, które mogą być odpowiedzialne za objawy chorobowe.

W zależności od rodzaju podejrzewanej choroby stosuje się różne metody diagnostyczne – od klasycznego badania kariotypu, przez testy molekularne konkretnych genów, aż po zaawansowane techniki, takie jak sekwencjonowanie całego eksomu (WES) lub całego genomu (WGS). Coraz większe znaczenie mają również badania prenatalne, umożliwiające wykrycie wad genetycznych jeszcze przed narodzinami dziecka. Wczesna i trafna diagnoza umożliwia nie tylko rozpoczęcie odpowiedniego leczenia, ale również wsparcie genetyczne dla rodziny oraz lepsze przygotowanie do dalszego życia z chorobą.

Poradnictwo genetyczne

Dowiedz się więcej

Badania na choroby genetyczne

Najczęściej w diagnostyce chorób genetycznych wykorzystuje się:

• Kariotyp: jest to badanie cytogenetyczne polegające na analizie liczby i struktury chromosomów w komórkach pacjenta. Pozwala wykryć nieprawidłowości, takie jak trisomie (np. zespół Downa), monosomie (np. zespół Turnera), translokacje czy duże delecje i duplikacje. Kariotyp jest podstawowym badaniem w diagnostyce chorób chromosomowych i stosowany jest m.in. w przypadku niepłodności, poronień nawracających oraz podejrzeń wad rozwojowych u dzieci.
• Badania genetyczne pojedynczych genów: wykonywane są, gdy istnieje podejrzenie konkretnej choroby dziedzicznej, której przyczyną jest mutacja w jednym, znanym genie. Przykładem może być badanie genu CFTR w mukowiscydozie lub genu FMR1 w zespole łamliwego chromosomu X. Badania te są precyzyjne i relatywnie szybkie, jednak wymagają wcześniejszej wiedzy klinicznej, jaka choroba może występować u pacjenta.
• Badania WES (Whole Exome Sequencing) i WGS (Whole Genome Sequencing): są to nowoczesne metody sekwencjonowania nowej generacji (NGS), które pozwalają analizować odpowiednio cały eksom (czyli wszystkie regiony kodujące genów) lub cały genom (łącznie z sekwencjami niekodującymi). WES i WGS są niezwykle przydatne w przypadkach skomplikowanych diagnostycznie, gdy objawy pacjenta nie wskazują jednoznacznie na konkretną chorobę. Pozwalają one wykryć rzadkie i nietypowe mutacje, których nie da się zidentyfikować klasycznymi metodami.
• Badania prenatalne: służą do wykrywania wad genetycznych i rozwojowych płodu jeszcze przed narodzinami. Do badań inwazyjnych zalicza się m.in. amniopunkcję (pobranie płynu owodniowego) i biopsję kosmówki – dają one bardzo dokładne informacje, jednak wiążą się z niewielkim, ale jednak ryzykiem dla ciąży. Alternatywą są nieinwazyjne testy prenatalne (NIPT), które analizują wolne DNA płodu krążące we krwi matki. Testy te mają wysoką czułość w wykrywaniu najczęstszych trisomii (np. 21, 18, 13) i są coraz częściej stosowane jako przesiewowe badania pierwszego wyboru.

Czy choroby genetyczne są uleczalne?

Wiele chorób genetycznych jest obecnie nieuleczalnych, ale rozwój medycyny pozwala na coraz skuteczniejsze leczenie objawowe i wspierające:

• Leczenie objawowe: fizjoterapia, leczenie infekcji, suplementacja enzymów – poprawiają komfort i jakość życia.
• Terapie celowane: leki działające na poziomie molekularnym, jak np. modulator CFTR w mukowiscydozie.
• Terapia genowa: obiecująca metoda modyfikacji lub zastąpienia wadliwych genów – już dostępna dla niektórych chorób (np. SMA).

Podsumowanie

Choroby genetyczne to złożony i dynamicznie rozwijający się obszar medycyny. Dzięki postępowi w diagnostyce oraz terapii pacjenci mają coraz większe szanse na szybsze rozpoznanie i skuteczniejsze leczenie. Wiedza na ich temat jest kluczem do wczesnej interwencji i poprawy jakości życia wielu chorych. Jeśli podejrzewasz chorobę genetyczną u siebie lub w rodzinie – skonsultuj się ze specjalistą genetykiem.