Co powoduje zespół Downa i jakie są tego przyczyny?
Zespół Downa powoduje nadmiar materiału genetycznego z chromosomu 21, najczęściej w postaci trisomii 21 powstałej w wyniku błędu rozdziału chromosomów w komórkach rozrodczych, czyli nondysjunkcji. Rzadziej przyczyny obejmują translokację lub mozaikowość, a ryzyko rośnie wraz z wiekem matki [1][2][3][4][5][6].
Co powoduje zespół Downa?
Zespół Downa to zaburzenie chromosomalne wynikające z obecności dodatkowej kopii materiału genetycznego z chromosomu 21. Najczęściej jest to pełna trisomia 21, która prowadzi do posiadania 47 chromosomów w komórkach zamiast 46 [1][2].
Jest to zaburzenie o podłożu genetycznym, a nie choroba zakaźna ani skutek stylu życia, ponieważ przyczyna leży w nieprawidłowym podziale chromosomów lub ich układzie w materiale genetycznym, a nie w czynnikach środowiskowych codziennego funkcjonowania [1][2].
Zespół Downa pozostaje jedną z najczęstszych przyczyn niepełnosprawności intelektualnej o podłożu genetycznym, choć sam mechanizm przyczynowy ma charakter chromosomalny i wynika z nadmiaru genów pochodzących z 21 pary chromosomów [7][5].
Jakie są główne przyczyny biologiczne?
Około 95% wszystkich przypadków stanowi klasyczna trisomia 21 wywołana nondysjunkcją, czyli błędem segregacji chromosomów podczas mejozy w komórkach rozrodczych [1][3][6]. W tym mechanizmie do zapłodnienia trafia gameta z dodatkowym chromosomem 21, co po połączeniu z prawidłową gametą daje zygotę z 47 chromosomami [1][6].
Mniej częste postacie to translokacja z udziałem materiału z chromosomu 21, która odpowiada za około 3%–4% rozpoznań, oraz mozaikowość, szacowana na kilka procent przypadków, z przywoływaną wartością około 2,4% [3][5]. W mozaikowości część komórek ma prawidłowy kariotyp, a część zawiera dodatkowy chromosom 21 [5][6].
W większości sytuacji dodatkowy chromosom pochodzi od matki, co wiąże się z biologią dojrzewania oocytów i rosnącym ryzykiem błędu podziału wraz z wiekiem [4][6].
Jak powstaje dodatkowy chromosom 21 w komórce potomnej?
W pierwszym etapie mejozy dochodzi do podziałów w komórkach jajowych lub plemnikach. Jeśli nastąpi błąd segregacji, powstaje gameta z dodatkową kopią chromosomu 21. To jest istota nondysjunkcji i najczęstszy mechanizm powstawania trisomii 21 [1][3][6].
W drugim etapie po zapłodnieniu gameta z nadmiarowym chromosomem 21 łączy się z prawidłową gametą, tworząc zygotę z 47 chromosomami. Nadmiar materiału genetycznego z chromosomu 21 jest obecny w każdej komórce, co warunkuje obraz kliniczny i rozwojowy [1][2].
W trzecim możliwym scenariuszu błąd pojawia się już po zapłodnieniu podczas wczesnych podziałów mitotycznych zarodka. Skutkiem jest mozaikowość, czyli mieszanka linii komórkowych prawidłowych i z trisomią 21 [5][6].
Czym jest nondysjunkcja i dlaczego do niej dochodzi?
Nondysjunkcja to brak prawidłowego rozdziału par chromosomów podczas mejozy, który skutkuje powstaniem gamet z nieprawidłową liczbą chromosomów. Gdy dotyczy to chromosomu 21, po zapłodnieniu powstaje zygota z trisomią 21 [1][3][6].
Ryzyko nondysjunkcji nasila się wraz z wiekem matki, co wiąże się z biologią starzenia się oocytów. W jednym z opracowań szacowane ryzyko urodzenia dziecka z zespołem Downa wynosiło około 1 na 1476 w wieku 20 lat, 1 na 352 w wieku 35 lat i 1 na 85 w wieku 40 lat [1][4][6].
Na czym polega translokacja i mozaikowość?
W postaci translokacyjnej dodatkowy materiał z chromosomu 21 ulega przyłączeniu do innego chromosomu. Taka przyczyna odpowiada za około 3%–4% rozpoznań i różni się od klasycznej trisomii 21 tym, że całkowita liczba chromosomów może pozostać niezmieniona, lecz ich układ jest nieprawidłowy [3][5][6].
Mozaikowość rozwija się, gdy błąd liczby chromosomów pojawi się po zapłodnieniu w trakcie mitozy. W efekcie organizm składa się z dwóch linii komórkowych. W przywoływanych źródłach podawano, że mozaikowość stanowi kilka procent przypadków, około 2,4% [5][6].
Czy wiek matki wpływa na ryzyko?
Tak. Prawdopodobieństwo urodzenia dziecka z zespołem Downa rośnie wraz z wiekem matki, co tłumaczy się kumulacją błędów w mechanizmach rozdziału chromosomów w dojrzewających oocytach. Zjawisko to stanowi kluczowy czynnik ryzyka dla klasycznej trisomii 21 [1][4][6].
W danych klinicznych wskazuje się wzrost ryzyka wraz z wiekiem, w tym wartości około 1 na 352 przy wieku 35 lat i około 1 na 85 przy 40 latach, co obrazuje zależność wieku od ryzyka nondysjunkcji [6].
Jak często występuje zespół Downa w populacji?
Występowanie waha się zależnie od populacji i metod wykrywania, zwykle około 1 na 600 do 1 na 1000 żywych urodzeń. Różnice wynikają między innymi z dostępności badań przesiewowych oraz praktyk prenatalnych w poszczególnych krajach [1][8][9][10][6].
W Stanach Zjednoczonych szacuje się około 5 700–6 000 urodzeń rocznie dzieci z zespołem Downa, co odpowiada częstości mniej więcej 1 na 640–700 żywych urodzeń [3][10][5].
Czy ciąże z trisomią 21 często kończą się poronieniem?
Tak. Szacuje się, że 50%–75% ciąż z trisomią 21 ulega samoistnemu poronieniu przed terminem, co wpływa na obserwowaną częstość przypadków wśród urodzeń żywych [1].
Jakie są medyczne następstwa nadmiaru materiału z chromosomu 21?
Nadmiar genów z 21 chromosomu wpływa na rozwój układów organizmu i może wiązać się z dysmorfią, wadami wrodzonymi, w tym serca, opóźnieniem rozwoju i zwiększonym ryzykiem wybranych chorób. Podkreślenia wymaga fakt, że niezależnie od fenotypu klinicznego główną przyczyną jest nadmiar materiału z chromosomu 21 [7].
To podłoże genetyczne sprawia, że zespół Downa zalicza się do najczęstszych przyczyn niepełnosprawności intelektualnej o etiologii genetycznej, co jest zgodne z obserwacjami klinicznymi i danymi populacyjnymi [7][5].
Podsumowanie: co powoduje zespół Downa i jakie są tego przyczyny?
Zespół Downa powoduje nadmiar materiału genetycznego z chromosomu 21. Dominującą przyczyną jest nondysjunkcja prowadząca do klasycznej trisomii 21 w około 95% przypadków. Rzadziej spotyka się translokację oraz mozaikowość. Ryzyko rośnie wraz z wiekem matki, a większość dodatkowych kopii pochodzi od matki. Częstość występowania kształtuje się zwykle między 1 na 600 a 1 na 1000 urodzeń żywych, przy czym w części ciąż dochodzi do poronień przed terminem [1][8][3][4][9][7][10][5][6].
Źródła
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526016/
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8428796/
- https://www.medschool.lsuhsc.edu/genetics/down_syndrome.aspx
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2848052/
- https://emedicine.medscape.com/article/943216-overview
- https://www.merckmanuals.com/professional/pediatrics/chromosome-and-gene-abnormalities/down-syndrome-trisomy-21
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3180222/
- https://www.nature.com/scitable/content/Chromosome-21-and-Down-syndrome-from-genomics-15230/
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5706761/
- https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/17818-down-syndrome
Be4Pregnancy.pl to miejsce tworzone przez interdyscyplinarny zespół ekspertów, którzy wspierają pary w świadomym planowaniu rodzicielstwa. Łączymy wiedzę z zakresu genetyki, medycyny i profilaktyki z empatią oraz troską o indywidualne potrzeby. Udostępniamy rzetelne informacje, anonimowe ankiety i praktyczne narzędzia, by pomóc Ci zadbać o zdrowie i podjąć najlepsze decyzje zanim pojawi się życie.