BPAN вызван мутациями в гене WDR45 на X-хромосоме. Он наследуется доминантным образом, связанным с X, что означает, что одной копии мутированного гена достаточно, чтобы вызвать заболевание как у мужчин, так и у женщин. Большинство пострадавших людей, выявленных до сих пор, были простыми или единичными случаями; они являются единственным человеком в своей семье, у которого есть болезнь.
Основная задача WDR45 заключается в том, чтобы рассказать клеткам организма, как сделать белок под названием WIPI-4, который участвует в процессе аутофагии или заводе по переработке наших клеток (клетки разрушают свои собственные компоненты для переработки деталей). Нам пока не ясно, как уменьшение этого белка в конечном итоге приводит к накоплению железа в мозге.
Хотя BPAN является генетическим заболеванием, и ген WDR45, по-видимому, функционирует в соответствии с доминирующей X-связанной моделью, он, как правило, не наследуется от родителя. Чтобы понять наследственность и изменчивость, наблюдаемые у людей с BPAN, сначала необходимо понять инактивацию X и мозаицизм.
Х-инактивация⠀
Ген WDR45 расположен на Х-хромосоме. У женщин две Х-хромосомы и, следовательно, две копии гена WDR45. У мужчин есть Х-хромосома и Y-хромосома, и только одна копия гена WDR45. Поскольку у самок есть «дополнительная» Х-хромосома по сравнению с самцами, их клетки используют только одну копию, а другая «вымерла». Это называется инактивацией X. У самцов есть только один X, поэтому им не нужна инактивация X, и они используют свою уникальную X-хромосому в каждой клетке.
⠀
Это означает, что у женщины с BPAN будут клетки, в которых ген WDR45 с мутацией «вымер», и другие клетки, в которых рабочая копия гена «вымерла». Этот процесс является случайным и варьируется от клетки к клетке. У некоторых женщин с BPAN могут быть более легкие симптомы, потому что у них больше клеток, где мутация WDR45 была «отключена» (инактивирована).
⠀
С другой стороны, у мужчин есть только одна Х-хромосома. Если их единственная копия гена WDR45 имеет мутацию, она все равно будет активирована, и у них будут симптомы BPAN. Вот почему большинство мужчин с BPAN, вероятно, вызывают выкидыш на ранних сроках беременности или имеют более тяжелые симптомы, чем женщины при рождении.
⠀
Мозаицизм
В редких случаях мужчины и женщины с BPAN имеют относительно высокий уровень функции, либо доброкачественное, либо легкое заболевание. Эти люди могут иметь два типа клеток в своем теле: некоторые с мутацией WDR45, а другие без. Это происходит, когда нормальные сперматозоиды и яйцеклетка встречаются при зачатии, но когда клетки начинают делиться, происходит мутация в гене WDR45.
⠀
Наличие двух популяций клеток, подобных этой, называется «мозаицизм». Соотношение клеток с мутацией или без нее зависит от стадии развития и деления клеток, при котором произошла мутация.
⠀
Родители детей с BPAN также могут иметь мозаики без симптомов BPAN. У некоторых родителей могут быть мозаики по всему телу, что может быть продемонстрировано с помощью анализов крови или кожи.
Теперь, когда мы рассмотрели половые хромосомы, инактивацию X и концепцию мозаикизма, легче понять, как ребенок может родиться с BPAN:
Чаще всего это новое изменение ТОЛЬКО у детей с BPAN. Ген WDR45, возможно, был изменен в сперме или яйцеклетке, или он мог произойти во время или вскоре после зачатия. Как правило, они единственные члены семьи с BPAN. Важно проверить обоих родителей, чтобы быть максимально уверенными в том, что генетическая мутация является новой.
Редко у пары есть более одного ребенка с BPAN. Когда это происходит, предполагается, что изменение в WDR45 было унаследовано либо от матери, либо от отца. У любого из родителей могут быть гонадные мозаики или мозаики в других тканях. Возможно даже, что у матери может быть мутация WDR45 во ВСЕХ ее клетках, но инактивация X деактивировала эту копию гена, и это не повлияло на ее здоровье. Иногда мы можем доказать, проверяя образцы родительской крови, что у одного из родителей есть мозаика или копия мутированного гена WDR45, что помогает нам понять вероятность рождения еще одного ребенка с BPAN.