Czynniki genetyczne a astma

Pula genetyczna naszego gatunku nie zmieniła się na przestrzeni ostatnich 20-30 lat na tyle, aby mogło to być związane z większą zachorowalnością na astmę. Odkrycie predyspozycji genetycznej rozwoju astmy umożliwiłoby odpowiednio wczesne wprowadzenie działań profilaktycznych, zmniejszających ryzyko rozwoju choroby.

Dawno temu zauważono, że astma występuje częściej w niektórych rodzinach. To właśnie badania rodzin, w których wiele osób chorowało na astmę, zapoczątkowały myśl o związku choroby z genami. Wyniki badań na bliźniakach jedno- i dwujajowych wykazały, że astma rozwija się znacznie częściej u obu bliźniaków jednojajowych, posiadających taki sam materiał genetyczny, niż u bliźniaków dwujajowych, których materiał genetyczny jest różny. Oznacza to, że poza genami, zachorowanie na astmę zależy od innych czynników. Podejrzewa się, że największe znaczenie mają zmiany w środowisku, w tym przede wszystkim zanieczyszczenia powietrza. To najczęstsze przyczyny astmy.

Ocenia się, że odziedziczalność astmy wynosi około 80%. W przypadku rodzin, gdzie jedno z rodziców ma astmę, czynniki genetyczne są głównym czynnikiem ryzyka rozwoju choroby.

Badania wykazały, że dziedziczenie astmy może być w pewien sposób zależne od płci. Istnieje bowiem większe prawdopodobieństwo odziedziczenia astmy ze strony matki niż ojca. Czyli ryzyko astmy u dziecka jest większe, jeśli matka choruje na astmę, a ojciec jest zdrowy, niż w sytuacji gdzie ojciec choruje na astmę, a matka jest zdrowa. Związek ten jest widoczny zwłaszcza w przypadku dzieci poniżej piątego roku życia.

Badania nad członkami rodzin służą do poszukiwania genów, które mogą być odpowiedzialne za wystąpienie astmy. Ponieważ nie ma jednego genu wywołującego astmę, badacze śledzą sposób, w jaki określone warianty genetyczne są segregowane wśród chorych członków rodzin.

Innym rodzajem badań są tzw. badania asocjacyjne, w których porównuje się częstość wariantów genetycznych występującą w grupie chorych ze zdrową grupą kontrolną.

Na podstawie przeprowadzonych badań wyróżniono następujące grupy genów, które są związane z przebiegiem astmy:

• geny wywołujące nadreaktywność oskrzeli, która sprzyja powstawaniu reakcji zapalnej w oskrzelach,
• geny związane z produkowaniem przeciwciał klasy IgE,
• geny związane z kontrolą odpowiedzi odpornościowej, w tym tzw. geny regionu zgodności tkankowej.

Zależność między genami a astmą jest bardzo skomplikowana. Choć zidentyfikowano pewne grupy genów, które częściej występują u chorych na astmę, nie wiadomo dokładnie jaki jest ich wpływ na rozwój choroby.

Choroby o złożonej genetycznej etiologii, do której z pewnością należy astma, mogą charakteryzować się pewnymi zjawiskami genetycznymi, jak:

• plejotropia – te same geny powodują powstawanie różnych fenotypów, czyli cech przez nie kodowanych,
• heterogeniczność – takie same cechy mogą być produktami różnych genów,
• niepełna penetracja – warianty genów kodujące określoną cechę nie w każdym przypadku, prowadzą do ekspresji cechy w tym samym stopniu.

Dlatego interpretacja wyników badań powinna być prowadzona bardzo ostrożnie, bez pochopnego wysnuwania wniosków.

Idealny kandydat na gen związany z rozwojem astmy musi spełniać pewne kryteria. Po pierwsze, białko produkowane przez gen musi być związane z mechanizmem prowadzącym do rozwoju astmy. Po drugie, gen musi zawierać mutacje w miejscach kodujących jego produkty lub jego ekspresję, czyli stopień aktywności genu w organizmie. Mutacje muszą też wpływać na funkcję genu. Istnieją bowiem rodzaje mutacji, które nie wpływają na działanie genu. Podejrzany gen musi też występować w populacji dość często. Rzadkie mutacje mogą być odpowiedzialne za częste występowanie astmy w pojedynczych rodzinach, ale są bez znaczenia w skali całej populacji.

Spośród kandydatów na geny odgrywające role w powstawaniu astmy, zidentyfikowano następujące warianty genetyczne:

• allel układu zgodności tkankowej HLA-DR2,,
• warianty genetyczne receptora o dużym powinowactwie do IgE, związane z produkcją przeciwciał klasy IgE,
• geny kodujące substancje takie jak interleukina 4, interleukina 13 i receptor CD14, biorące udział w reakcjach zapalnych.

Odkrycie związku między astmą a genami doprowadziło do rozwoju prac nad stworzeniem nowych możliwości terapii tej przewlekłej i na dzień dzisiejszy nieuleczalnej choroby. Przy obecnym stanie wiedzy nie jest jeszcze możliwe wskazanie genów, które oznaczałyby że dana osoba z pewnością zachoruje na astmę. Wykrycie genów nie pomoże w opracowaniu metod leczenia objawów astmy.

Pomoże natomiast w ograniczeniu występowania podatności na astmę, czyli posiadania cech, które w kontakcie z czynnikami środowiskowymi, jak pyłki roślin czy zanieczyszczenia powietrza, prowadzą do rozwoju astmy. Wyeliminowanie z populacji genów predysponujących do astmy umożliwiłoby ograniczenie jej występowania i rzadszą konieczność stosowania leków rozszerzających oskrzela i wziewnych sterydów.

Źródła

1. Rowińska - Zakrzewska A., Kuś J., Choroby układu oddechowego, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004, ISBN 83-200-2884-1
2. Droszcz W. Astma, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2009, ISBN 978-8-32-004009-8
3. Chazan R., Pneumonologia i alergologia praktyczna - badania diagnostyczne i terapia, Alfa Medica Press, Bielsko-Biała 2011, ISBN 978-83-7522-061-2
4. Droszcz W. (red.), Choroby płuc. Diagnostyka i terapia, Urban & Partner, Wrocław 1999, ISBN 83-85842-04-7