oraz mutacje upośledzające czynność szlaku mTOR.
Zaburzeniem remodelingu chromatyny skutkują m.in. mutacje genu CHD2. Fenotyp pacjentów z mutacją w genie CHD2 obejmuje zespół Dravet-like, padaczkę z polimorficznymi napadami, z miokloniami jako pierwszą postacią manifestacji klinicznej oraz fotowrażliwością obserwowaną u większości chorych. Jeden z wariantów polimorficznych w genie CHD2 opisano jako czynnik ryzyka wystąpienia fotowrażliwości w padaczkach uogólnionych. Zaburzenie funkcji CHD2 opisano również w grupie pacjentów z objawami autyzmu i niepełnosprawnością intelektualną, u których nie obserwowano napadów padaczkowych [35–40].
Mutacje w obrębie genu MEFC2 (myocyte enhancer factor 2C) prowadzą do zaburzenia funkcji czynnika transkrypcyjnego odpowiedzialnego za prawidłowe różnicowanie komórek progenitorowych neuronów i ich dojrzewanie. W rezultacie u pacjentów obserwowano: nadruchliwość, padaczkę, niepełnosprawność intelektualną, autyzm i atypowe postacie zespołu Retta [41–43]. Innym opisanym u pacjentów z padaczką czynnikiem związanym z zaburzoną translacją jest czynnik EEF1A2 (eukaryotic elongation factor 1). Mutację w obrębie genu dla tego czynnika opisano u pacjentów z hipotonią mięśniową, niepełnosprawnością intelektualną i ciężką padaczką miokloniczną o wczesnym początku [44, 45].
Zaburzenia szlaku mTOR są powszechnie znaną przyczyną padaczki. U pacjentów z padaczką opisano dotychczas mutacje w genach DEPDC5, NPRL2 i NPRL3 wchodzących w skład kompleksu GATOR (GTPase-activating protein (GAP) activity toward RAGs). Manifestacją fenotypową mutacji były rodzinna ogniskowa padaczka ze zmiennym ogniskiem (FFEVF, familial focal epilepsies with variable foci), dziecięca padaczka z napadami ogniskowymi, ADNFL i zespół Westa [46, 47]. Podkreślić należy, że padaczka w tej grupie chorych związana była z występowaniem szeregu malformacji korowych, tj. dysplazji korowej, heterotopii, ogniskowej dysplazji korowej i hemimegaloencefalii [41, 48–52]. Tradycyjnie rzecz ujmując, obecność malformacji korowej kwalifikuje padaczkę do grupy padaczek objawowych. Padaczka u osób z mutacjami w genach kompleksu GATOR jest z jednej strony rzeczywiście objawowa, powstając na skutek obecności ogniska nieprawidłowo zbudowanej kory mózgu, w istocie jednak jest padaczką uwarunkowaną genetycznie.
Przykładem genu niekodującego kanału, związanego z etiologią padaczki, jest gen SLC2A1, którego mutacje skutkują niedoborem GLUT1, transportera glukozy poprzez barierę krew-mózg do OUN [53]. Niedobór GLUT1 zwany jest również chorobą De Vivo. Kolejne geny niekodujące kanałów, których mutacje opisano u pacjentów z padaczką, to PCDH19, CDKL5, DNM1, STXBP1, STX1B i SYNGAP1. Mutacje w genie PCDH19 zaburzające funkcje protokadheryny są jedną z częstszych przyczyn występowania EP u kobiet. Mutacje w genie CDKL5 powodują EP przypominającą niekiedy zespół Retta. Mutacje w genie DNM1 zaburzają prawidłową funkcję dynaminy, mutacje w genach STXBP1 i STX1B prowadzą do zaburzenia funkcji białek presynaptycznych, mutacje zaś w genie SYNGAP1 – postsynaptycznych [54–59].
Padaczki o podłożu genetycznym można podzielić na 2 grupy: padaczki genetycznie uwarunkowane proste i padaczki genetycznie uwarunkowane „złożone” [60–67] (tab. 2.1, 2.2).
Tabela 2.1. Padaczki genetycznie uwarunkowane proste i złożone
Tabela 2.2. Wybrane padaczki uwarunkowane genetycznie
Genetyczne techniki diagnostyczne w padaczce
Diagnostyka genetyczna jest rekomendowana przez Międzynarodową Ligę Przeciwpadaczkową (ILAE, International League Against Epilepsy) jako diagnostyka szczegółowa (po badaniach EEG, MR i badaniach biochemicznych) po nieskutecznym leczeniu padaczki lekami pierwszego rzutu i u niemowląt z napadami padaczkowymi [68, 69]. Zasadniczo nie zaleca się diagnostyki genetycznej w przypadku pacjentów dobrze odpowiadających na leki przeciwpadaczkowe [69].
Porównawcza hybrydyzacja genomowa z wykorzystaniem mikromacierzy – aCGH (array-Comparative Genomic Hybridization) umożliwia wykrywanie aberracji liczby chromosomów (poza zaburzeniami ploidii genomu), mikrodelecji i mikroduplikacji z rozdzielczością wielokrotnie wyższą od uzyskiwanej w badaniu kariotypu. Występowanie w genomie wielu wariantów liczby kopii fragmentów chromosomowych (CNVs, copy numer variants), nie zawsze mających znaczenie kliniczne, wymaga dużego doświadczenia i ostrożności w interpretacji wyników. CNVs o znaczeniu klinicznym obserwuje się u 10% pacjentów z dziecięcą padaczką i u 5% pacjentów z EP. aCGH jest szczególnie zalecana w przypadkach osób chorujących na padaczkę, u których obserwuje się dodatkowe objawy, takie jak dysmorfia, wady wrodzone i inne niż padaczka objawy neurologiczne bądź psychiatryczne. Skuteczność aCGH jest większa w przypadku pacjentów z padaczką i niepełnosprawnością intelektualną [4, 70–77].
Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH, fluorescent in situ hybridization) była powszechnie wykorzystywana przy podejrzeniu zespołów mikrodelecji lub mikroduplikacji chromosomowych [78]. Jest obecnie skutecznie zastępowana przez metodę MLPA i aCGH, wykorzystywana sporadycznie w diagnostyce epileptologicznej, przede wszystkim u osób z podejrzeniem mozaikowej formy trisomii.
MLPA – multipleksowa amplifikacja sond zależna od ligacji (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) służy do identyfikacji mikrodelecji i mikroduplikacji chromosomowych, w tym zakresie zastąpiła metodę FISH. Ma tę przewagę nad aCGH, że wykrywa także wewnątrzgenowe delecje lub duplikacje (delecje i duplikacje eksonów genów lub całych genów). Tego typu rearanżacji eksonów nie wykrywa się, stosując sekwencjonowanie tradycyjne (metodą Sangera) lub sekwencjonowanie następnej generacji. W epileptologii wykorzystywana (poza poszukiwaniem mikrodelecji/mikroduplikacji chromosomowych) m.in. do pogłębionych badań genów SCN1A, CDKL5, MECP2, SLC2A1 [78].
Kariotyp – metoda wykorzystywana do diagnostyki dużych aberracji chromosomowych liczby i struktury [79]. Zastępowana przez aCGH. Ma tę przewagę nad aCGH, że pozwala na identyfikację triploidii i zrównoważonych aberracji chromosomowych, co rzadko ma znaczenie w epileptologii.
Sekwencjonowanie metodą Sangera (sekwencjonowanie tradycyjne, metodą „gen po genie”) jest obecnie wypierane w diagnostyce genetycznej padaczki przez sekwencjonowanie następnej generacji (NGS, next generation sequencing). Sekwencjonowanie następnej generacji umożliwia równoczesne, szybkie sekwencjonowanie całego genomu (kompletnej sekwencji genów i obszarów pozagenowych), eksomu (eksonów wszystkich znanych genów człowieka; WES, whole exome sequencing), wszystkich znanych genów związanych z chorobami człowieka (tzw. eksom kliniczny) lub eksonów określonych genów (panele NGS). NGS jest wykorzystywany w przypadku pacjentów chorujących na padaczkę, u których podejrzewa się przyczynę jednogenową, a potencjalnych genów mogących być przyczyną obserwowanych objawów jest wiele. Potencjalna patogenność wykrywanych wariantów wymaga ostrożnej interpretacji, kluczowe znaczenie ma jakość analizy bioinformatycznej wyników. Mutacje w rejonach regulatorowych, niekodujących białek nie będą zidentyfikowane badaniem opartym na NGS, podobnie jak mutacje w genomie mitochondrialnym, mutacje dynamiczne w genach i wspomniane wyżej warianty liczby kopii (CNVs) oraz delecje i duplikacje całych eksonów genów [1, 80, 81]. Nie wszystkie fragmenty analizowanych genów są badane z równą czułością. Należy