Hội chứng di truyền UPD: Hiểu rõ về tình trạng rối loạn nhiễm sắc thể

Trong y học, nhiễm sắc thể luôn là một chủ đề đầy bí ẩn và quan trọng. Trong số những rối loạn di truyền, hội chứng di truyền UPD (Uniparental Disomy) là hội chứng xảy ra không gây hậu quả về mặt lâm sàng. Tuy nhiên khi mắc hội chứng này, kết quả có thể là các tình trạng nghiêm trọng, bao gồm các hội chứng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển. Để tìm hiểu chi tiết về hội chứng này, cùng tham khảo ngay bài viết dưới đây nhé!

Khái quát về hội chứng di truyền UPD

Hội chứng di truyền UPD được biết đến vào năm 1980 bởi Eric Engel. Ông là người đầu tiên đưa ra khái niệm về di truyền Uniparental Disomy.

Theo Eric Engel, sự phân ly đơn cha mẹ thể hiện sự khác biệt với tình trạng thông thường. Trong đó một thành viên của mỗi cặp nhiễm sắc thể (được gọi là nhiễm sắc thể tương đồng) thường được di truyền từ cha và mẹ. Do đó, đối với mỗi cặp trong số 23 cặp nhiễm sắc thể của con người, một cặp thường được thừa hưởng từ cha và cặp kia từ mẹ. 

Trong thể Uniparental Disomy (UPD), sự phân ly đơn bào khiến cả hai nhiễm sắc thể trong cặp đều có nguồn gốc từ chỉ bố hoặc chỉ mẹ. Sự tách rời một cha mẹ đối với một số nhiễm sắc thể tuy không gây hậu quả gì. Tuy nhiên, đối với một số nhiễm sắc thể có thể dẫn đến tình trạng bất thường ở cá thể bị ảnh hưởng thông qua sự khác biệt về nguồn gốc của cha mẹ trong biểu hiện gen.

Năm 1988, liên quan đến hội chứng rối loạn nhiễm sắc thể di truyền UPD đã được báo cáo. Một bé gái được chẩn đoán mắc chứng xơ nang. Điều đặc biệt là cả 2 biến thể bệnh lý có trong gen của bé gái đều có nguồn gốc từ mẹ. Tất nhiên là không có bất kỳ sự có mặt alen nào của bố.

Theo nghiên cứu, đối với phần lớn nhiễm sắc thể, UPD không gây ra hậu quả nặng nề về mặt lâm sàng. Tuy nhiên, một số nhiễm sắc thể mang dấu ấn di truyền như: 6, 7, 11, 14, 15 hoặc 20. Biểu hiện một số gen mang dấu ấn di truyền từ bố và mẹ khác nhau. Điều này có thể dẫn đến một số hội chứng di truyền như Prader-Willi và Angelman. 

Bên cạnh đó, UPD có thể dẫn tới tạo thành đồng hợp lặn ở gen gây bệnh. Nó không liên quan đến dấu ấn di truyền hoặc nếu UPD có trên nhiễm sắc thể X có thể dẫn tới các bệnh lý chứa NST X ở nữ. Rất hiếm có cả hai trường hợp nhiễm sắc thể giới tính đều nhận được từ bố. Nếu có, có thể hậu quả chính là cha truyền cho con trai các bệnh lý liên kết với nhiễm sắc thể X.

Cơ chế và hậu quả của UPD

Nguyên nhân dẫn đến UPD thường phát sinh từ sự thất bại của hai thành viên cặp nhiễm sắc thể không phân ly trong quá trong quá trình nguyên phân và giảm phân. Nếu sự không phân ly diễn ra trong quá trình giảm phân I sẽ tạo ra cặp nhiễm sắc thể heterodisomy (cặp nhiễm sắc thể tương đồng của bố hoặc mẹ). 

Còn nếu 2 NST không phân ly trong quá trình giảm phân II sẽ tạo thành isodisomy. Giao tử tạo thành bởi sự không phân ly ở quá trình giảm phân sẽ trở thành disomic. Đây là giao tử không có nhiễm sắc thể nào trong cặp nhiễm sắc thể bị ảnh hưởng. Nếu những giao tử này tiếp tục được thụ tinh với một giao tử bình thường khác có thể sẽ tạo nên hợp tử có 3 nhiễm sắc thể (trisomy) hoặc chỉ một nhiễm sắc thể (monosomy).

Nếu sự không phân ly diễn ra trong quá trình nguyên phân sau khi đã tạo nên hợp tử, khả năng sự kiện thứ 2 có thể là cơ chế tạo thành UPD được gọi là cơ chế tự sửa chữa dị bội (aneuploidy rescue). Tế bào sai hỏng được sửa chữa và phát triển theo cơ chế mất đi nhiễm sắc thể thừa và nhân lên đối với các nhiễm sắc thể thiếu.

Thêm vào đó, sự kiện trì hoãn ở giai đoạn anaphase (sự di chuyển chậm của nhiễm sắc thể trong giai đoạn anaphase dẫn tới mất nhiễm sắc thể ở tế bào con) cũng có thể được xem xét là một cơ chế tự sửa chữa của trisomy. Việc tự sửa chữa trisomy có thể dẫn đến việc mất một nhiễm sắc thể. Làm cho còn lại 2 nhiễm sắc thể tương đồng có nguồn gốc chỉ từ bố hoặc chỉ từ mẹ. Do sự không phân ly của nhiễm sắc thể phần lớn xảy ra trong quá trình giảm phân I của mẹ, nên các thể trisomy thường bao gồm 2 nhiễm sắc thể của mẹ và 1 nhiễm sắc thể của bố. Nếu quá trình tự sửa trisomy làm mất đi nhiễm sắc thể của bố, thì sẽ còn lại 2 nhiễm sắc thể của mẹ. Và trường hợp này được gọi là heterodisomy có nguồn gốc từ mẹ.

Quá trình tái tổ hợp trong giai đoạn giảm phân có thể là nguyên nhân khiến xuất hiện một hoặc một số vùng đồng hợp (regions of homozygosity) trên nhiễm sắc thể bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, vùng gần trung tâm vẫn giữ lại sự đa dạng. Đây là nơi mà quá trình tái tổ hợp thường diễn ra. Cơ chế này chính là nguyên nhân dẫn đến việc nhiễm sắc thể được nhận từ cùng cha hoặc cùng mẹ. Trong trường hợp isodisomy do lỗi trong quá trình giảm phân II không đồng hợp hoàn toàn ở tất cả các chí điểm những vùng gần trung tâm luôn giữ tính chất đồng hợp.

Trong trường hợp UPD là kết quả của quá trình mất một nhiễm sắc thể (monosomy), tất cả các vùng trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng sẽ hoàn toàn đồng hợp và không có vùng dị hợp nào. Cũng có những trường hợp UPD bán phần xảy ra ở vùng đầu cánh của nhiễm sắc thể. Cơ chế này là nguyên nhân của hội chứng Beckwith-Wiedemann (BWS). Đây là hội chứng dấu ấn di truyền xảy ra khi có sự thay đổi hoạt động của một số gen hoặc trong cụm gen di truyền theo dấu ấn tại vùng p15.5 của nhiễm sắc thể 11.

Tần suất của UPD

Theo nghiên cứu, phần lớn UPD không gây hậu quả đặc biệt trên lâm sàng. Tuy nhiên, trừ một số trường hợp UPD xảy ra ở những nhiễm sắc thể mang vùng gen di truyền.

Theo báo cáo về UPD, chỉ có năm nhiễm sắc thể được chứng minh là có hiệu ứng kiểu hình nhất định do sự di truyền đơn phương của các vùng in dấu (nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ 7, 14 và 15; nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ 6, 11, 14 và 15).

Đối với một số nhiễm sắc thể, hiện tại vẫn chưa rõ liệu có ảnh hưởng kiểu hình do in dấu hay không (nhiễm sắc thể 2 và 16 và 20 có nguồn gốc từ mẹ; nhiễm sắc thể 20 có nguồn gốc từ người cha). Sự không chắc chắn này chủ yếu là do tính chất khó phát hiện của các dị tật (ví dụ, tình trạng mẹ bị dị tật 16). Các báo cáo trái ngược nhau trong tài liệu (ví dụ, tình trạng mẹ bị dị tật 2 và 16). Hoặc quá ít trường hợp được báo cáo (ví dụ, tình trạng mất thể dục của mẹ và con 20).

Việc hiểu rõ về hội chứng UPD giúp chúng ta nhận biết và kiểm soát tốt các vấn đề liên quan đến sức khỏe. Từ đó có thể tìm ra cơ hội cho các phương pháp can thiệp sớm và hiệu quả. Để tìm hiểu chi tiết về tình trạng rối loạn nhiễm sắc thể, bạn có thể đến các trung tâm tư vấn di truyền để được chuyên gia thăm khám kỹ càng.