Обычная киста головного мозга и нарушения развития нервной системы имеют общие генетические факторы.
Арахноидальные кисты (АК) часто обнаруживаются случайно при сканировании головного мозга в поисках травмы или других неврологических состояний. Это небольшие заполненные жидкостью мешочки внутри паутинной оболочки, один из трех слоев, защищающих головной и спинной мозг. Часто они не вызывают заметных симптомов; однако, когда они это делают, пациенты чаще всего сообщают о головных болях, судорогах, задержке развития и других, часто неясных неврологических симптомах.
Хотя AC являются наиболее распространенным типом внутричерепных кист головного мозга, предыдущие исследования не выявили биологических факторов, лежащих в основе того, что их формирует, или того, что делает некоторые из них симптоматическими, а другие — кажущимися доброкачественными. В конечном итоге это может затруднить лечение.
В новом исследовательском брифинге, опубликованном в журнале Nature Medicine, исследователи из отделения нейрохирургии Йельской школы медицины использовали мультиомический подход для классификации AC на основе генотипических и фенотипических маркеров. Исследователи собрали 617 экзомов «пациент-родитель» (трио) по всему миру, собрав самую большую на сегодняшний день когорту пациентов с арахноидальной кистой на основе трио. С помощью полноэкзомного секвенирования ДНК пациентов они идентифицировали семь генов, связанных с формированием AC, все из которых также были связаны с другими нарушениями развития нервной системы в предыдущих исследованиях.
Команда также использовала новые методы анализа и обработку естественного языка тысяч страниц медицинских записей, чтобы сгруппировать пациентов на основе тяжести их симптомов (фенотипические маркеры). Этот анализ привел к четырем различным подклассам AC.
Затем они смогли сопоставить наличие идентифицированных генетических вариантов (генотипов) с тяжестью симптомов (фенотипов) в каждом классе AC, впервые связав генетику AC с их клинической картиной. В то время как ранее исследователи считали, что сами кисты нарушают структуры мозга и вызывают симптомы путем прямого сжатия соседних структур, это новое открытие предполагает, что многие симптомы, связанные с арахноидальными кистами, могут быть вызваны общим генетическим дефектом, вызывающим как образование кист, так и связанные с ними аномалии развития нервной системы.
Новое приложение для мультиомики
«Мы решили заняться этим вопросом не только потому, что AC так распространены и так мало известно об их патобиологии, но и потому, что рамки использования классической геномики, интегративной геномики и управляемой искусственным интеллектом феноменики — то, что мы называем « мульти-омика» — еще не применялась таким образом. Теперь, когда мы использовали ее для выявления некоторых драйверов AC, мы рады применить эту модель к другим загадочным врожденным заболеваниям головного и позвоночника», — говорит ведущий автор Адам Кундишора, доктор медицинских наук, главный резидент отделения нейрохирургии Йельской школы медицины.
Это исследование закладывает основу для разработки протоколов лечения «симптомных» и «бессимптомных» AC. В настоящее время принятие хирургического решения может быть затруднено после обнаружения ОХ, особенно если симптомы пациента неясны или могут быть связаны с другими причинами. Дополнительное генетическое тестирование может показать, могут ли симптомы пациентов быть вызваны общим нарушением развития и функционирования мозга, и поэтому, вероятно, не поможет хирургическая декомпрессия кисты.
Необходимы дальнейшие исследования для изучения специфического воздействия выявленных генетических вариантов на мозг. Команда также рассматривает негенетические факторы и факторы окружающей среды , которые могут способствовать развитию AC.
«В конечном счете, мы заинтересованы в переводе геномных данных в патофизиологические идеи, которые окажут существенное влияние на пациентов. Это исследование является серьезным шагом в правильном направлении для AC», — говорит Кристофер Кале, доктор медицинских наук, адъюнкт-профессор нейрохирургии в Йельской школы медицины и директор отделения детской нейрохирургии Массачусетской больницы общего профиля и директор Гарвардского центра гидроцефалии и нарушений развития нервной системы.
