Da Erin Lopes 'søn Tommy var 15 måneder gammel, blev hun skræmt, da han stoppede med at sige "ja" og "nej" og holdt hendes blik. Det var først inden han var tre år, at Tommy endelig blev diagnosticeret med autisme.
Tommy havde to første kusiner på autismespektret, så Lopes mistænkte, at det løb i familier. Så hun blev lettet, da hendes datter Evee Bak, der blev født 17 måneder efter Tommy, talte i fulde sætninger ved sin anden fødselsdag. Småbarnen syntes ikke at være på autismespektret - hvad autismes talsmænd i dag kalder ”neurotype”.
Erins børn er eksempler på et spørgsmål, som er mystificerede forskere i årtier: I betragtning af at autisme, en udviklingsforstyrrelse, der skader en persons evne til at kommunikere og interagere, arves i de fleste tilfælde, hvorfor får piger det i langt lavere satser end drenge? Ifølge en undersøgelse fra 2011 af et internationalt team af psykiatere og børnelæger, var næsten en fjerdedel af brødrene til autistiske børn sandsynligvis på spektret, men denne sats faldt til 9 procent for søstre.
Forskere har historisk set fokuseret på at studere en ”kvartet” af to biologiske forældre og to autistiske børn. Endnu nyere forskning kræver, at man lærer mere om de upåvirkede søskende - især piger. Og i en æra, hvor forskere kan kortlægge det menneskelige genom i massevis - og har identificeret 100 genetiske regioner, der menes at være knyttet til autisme - er der behov for masser af DNA-data fra autistiske og neurotype søskende.
"Vi vil vide, 'Er der en grund til, at de ikke har en diagnose?'" Siger Alycia Halladay, chef for videnskabsmand ved Autism Science Foundation, som finansierer Autism Sisters Project på Mount Sinai Hospital i New York City, University of California i San Francisco og Broad Institute i Cambridge, Mass. Indtil videre har efterforskere indsamlet genetiske prøver fra mere end 5.000 familier.
Den forundrende del, siger hun, er, at nogle søstre bærer de samme genetiske mutationer som deres søskende, men ikke vil udvikle symptomerne forbundet med autisme, såsom gentagen adfærd og kommunikationsudfordringer. ”Vi skal først finde ud af, hvad den beskyttende faktor er, ” siger Halladay. ”Så kunne vi bruge disse oplysninger til at udvikle en terapi for både drenge og piger.”
For Lopes var ideen om at bidrage til autismeforskning for at forstå dens genetiske undergrund som familie. Efter at Tommy blev diagnosticeret i 2003, var hun blevet frustreret over forskning, der havde foreslået terapier som at prøve gluten- og kaseinfri diæter eller undgå madfarvestoffer - men tilbød få andre biologiske indsigter. "Jeg ønskede at forstå, hvad der nøjagtigt forstyrrede Tommys udvikling. Men forskere kunne ikke forklare autismens patologi, " siger Lopes, en sygeplejerske i Philadelphia. De kunne ikke forklare, hvad der førte til, at et barn havde ringe interesse i socialt engagement og tager længere tid at lære at tale, mens hendes andet barn skrider frem med den forventede hastighed.
Hun kunne også godt lide at inkludere Evee. ”Søskende er så vigtige for hinanden, og nu har de en måde at hjælpe på, ” siger Lopes, der sammen med sin mand grundlagde en velgørenhedsfodboldturnering for otte år siden med Autism Science Foundation. ”Hvis der var noget, vi kunne lære om hendes genetiske makeup, der kunne hjælpe hendes bror, var det meningsfuld for os.”
For tre år siden tog familien på fire en køretur til Mt. Sinai i New York City. De spyttede hver i et opsamlingsrør og overleverede deres DNA til videnskaben. ”Det var noget, der aldrig var sket før, ” siger Evee, nu 17 år. ”Jeg følte mig vigtig at være der, fordi det hele handlede om søstre.”
En ny genetisk 'pose med tricks'
At knække den genetiske kode for autisme har aldrig været mere presserende. I april meddelte Centers for Disease Control, at det havde forøget sit skøn over børn med autisme med 15 procent - op til 1 ud af 59 fra 1 i 68 fra et par år siden. De opdaterede tal afspejler delvist de øgede diagnoser af sorte og spansktalende børn, der var underrepræsenteret i tidligere rapporter.
På samme tid opdager forskere, at autisme muligvis er mere kompleks, end de nogensinde havde forestillet sig. ”Der er ikke en autisme. Vi lærer, at der er mange autisme, ”siger Dean Hartley, senior direktør for genomisk opdagelse og translationel videnskab hos den nonprofitorganisationsorganisation Autism Speaks. Nogle forskere ser nu autisme som en række lidelser, der arbejder på flere biokemiske veje i hjernen. For ikke at nævne den øgede interesse for miljøets rolle i at tænde visse gener - et hurtigt voksende felt kendt som epigenetik. ”Det næste spørgsmål vil være, hvordan man udvikler personlig medicin til alle de forskellige former, ” siger Hartley.
Tanke på disse opdagelser er øget adgang til sekvensering af hele genomer, som giver forskere mulighed for at knuse alle en persons 3 millioner DNA-basepar og se sjældne mutationer. Lige siden det første menneskelige genom blev sekventeret i 2003, er teknologien faldet dramatisk i pris. Autism Speaks kører en offentligt tilgængelig database, der indeholder mere end 7.200 kortlagte genomer af mennesker med autisme og deres familiemedlemmer. Simons Foundation har også samlet genetiske prøver fra 2.600 familier med et barn med autisme og upåvirket forældre og søskende. Databaserne hjælper forskere med at spore arveligheden af autismegener - såvel som at identificere, hvad der er kendt som "de novo" -mutationer, der vises på egen hånd uden klare genetiske forbindelser og tegner sig for mindre end en femtedel af tilfældene.
Fordelen ved at se på søskende er, at de deler 50 procent af det autistiske barns gener, forklarer Stephen Scherer, direktør for Center for Applied Genomics på Hospital for Sick Children in Toronto. Hans gruppe har sekventeret mere end 4.000 familier, herunder et med seks børn på spektret. ”Hvis det upåvirket søskende har den samme mutation, men ikke har autisme, antyder det, at mutationen ikke er involveret i familiens autisme, ” siger han. Eller forskere er nødt til at finde ud af det komplekse samspil mellem kræfter, der kan aktivere visse gener, hvad enten det drejer sig om diæt, begivenheder i livmoderen - eller som i tilfælde af upåvirkede søstre, kvindelige hormoner. ”Vi ser genetik som en pose tricks for at komme ind i forståelsen af nye veje, ” siger han. ”Disse små ledetråde, der ofte kommer fra søskende, er det, der skubber vores forskning fremad.”
Tarmens hemmeligheder
En Stanford-datavidenskabsmand mener, at neurotype søskende vil hjælpe med at løse et andet mysterium: Hvorfor har deres brødre og søstre med autisme forskellige tarmflora? ”Vi lærte, at 90 procent af børnene med autisme har nogle tarmsrelaterede problemer som inflammatorisk tarmsygdom, ” siger Dennis Wall, lektor i pediatri, psykiatri og biomedicinske datavidenskaber ved Stanford Medical School. Han mistænkte for, at der var en slags unik bakteriestamme i disse børns mikrobiome, en tese, der blev understøttet af det nylige arbejde fra et Arizona State University-team, der havde forbedret mave-tarm-symptomerne hos 18 patienter med autisme, der havde modtaget sunde fækale transplantationer.
I betragtning af at mikrobiomet kan påvirkes af alt fra stress, diæt, sove og motion, forudsagde han, at søskende ville være perfekte sammenligninger og forklare, om tarmen kunne være en årsag til autisme.
”Ikke-påvirkede søskende, især dem, der er tæt på alder for det berørte barn, repræsenterer en ideel kontrol over familiemiljøet, ” siger Wall. ”Disse børn bor i samme hus. De indånder den samme luft og spiser generelt den samme mad, især hvis de er amerikanske. De vil spise en masse makaroni og ost, almindelig pasta og kyllingnuggets. ”I betragtning af at børn med autisme har en tendens til at være notorisk kræsen spiser, siger han det også værd at undersøge, om et bestemt mikrobiologisk middel fører til begrænset spisning og ændrer deres mikrobiome tidligt.
Efter at have afsluttet en lille pilotundersøgelse, der afslørede betydelige forskelle i tarmfloraen af søskende med og uden autisme, fandt Wall en virksomhedspartner i Second Genome, et bioteknologisk selskab i Bay Area, der modtog et tilskud på $ 2, 1 millioner fra National Institutes of Health, til at køre en større undersøgelse. Forskere rekrutterede for nylig 150 familier med mindst et barn med autisme og en uden, hvor børnene var under otte år gamle og med mindre end to års mellemrum og indsamlede tre afføringsprøver over tre uger. (Der blev kontrolleret specielle diæter.) Efter sekventering af prøverne håber efterforskerne at identificere bestemte stammer og finde ud af, hvordan de påvirker hjernens adfærd. ”Det ville give os en bedre forståelse af, hvilke terapeutiske mikrober kunne forbedre deres GI og adfærdssymptomer, ” siger Karim Dabbagh, chef for videnskabelig chef for Second Genome. ”Så kunne vi oversætte det til et stof.”
Familien Bak and Lopes: Tim Bak, Erin Lopes, Evee Bak og Tommy Bak. (Høflighed Evee Bak) Evee og Tommy Bak, der nu er 18, spiller i et band sammen kaldet “Bak Pak” - hende på trommer og ham på guitar og klaver. ”Jeg kan godt lide det forhold, søsknene har sammen. Det er en unik. Vi er virkelig gode venner. Vi ser tv sammen hver morgen, ”siger hun. ”Jeg ville gøre noget for at forbedre Tommys liv eller andre børn på spektret.”
Tommy, der lige begyndte sit førsteårsår ved Delaware County College i Media, Penn, siger, at han følte sig speciel, da hans familie rejste til New York for at donere deres genetiske materiale. ”Det var bare for mig, ” siger han og tilføjede, at han håbede, at forskningen ville føre til bedre tjenester til forbedring af kommunikation og uafhængige leveevner for sine jævnaldrende med autisme. ”Vi kan endelig lære, hvorfor de reagerer på bestemte situationer, og hvordan de kan hjælpe dem, ” siger han. ”Det ville betyde, at vi kunne have egne steder og ikke skulle bo sammen med vores familier. Jeg vil gerne have en familie og børn en dag. Jeg vil gerne have de samme ting som alle andre. ”
