Quins gens ens ajuden a llegir?

Carrión Castillo, Amaia

Max Planck Institute for Psycholinguistics-eko ikertzailea

zer-genek-laguntzen-digute-irakurtzen
Ed. -

Llegir és una tasca totalment integrada en el nostre dia a dia. Uns més, uns altres menys, però qui no mira als titulars del dia dels periòdics? Qui no rep tots els dies molts correus electrònics, whatsapp i similars? Encara que la lectura en el nostre entorn era una pràctica habitual, només una minoria tenia aquesta habilitat en altres èpoques i llocs. Fins i tot en societats alfabetitzades, en les quals gràcies a les escoles tots hem rebut aquest entrenament específic per a aprendre a llegir, llegir no és tan fàcil com es creï per a totes les persones. L'objectiu d'aquest article és analitzar la influència que els factors genètics poden tenir en la capacitat de lectura.

Llegim tots igual?

Quan un nen llegeix pitjor del que s'esperava per a la seva edat, educació i intel·ligència (és a dir, cometent més errors dels necessaris o més lentament), se'l considera un dislèxic. Encara que la definició no està totalment consensuada, en general s'accepta una definició d'exclusió: la dificultat de llegir en una persona dislèxica no ha de ser conseqüència d'altres factors (per exemple: baix nivell d'intel·ligència o falta de recursos per a aprendre). Segons la població, la dislèxia té una prevalença del 5-10%. És a dir, en una habitació de vint nens, un o dos tindrien dificultats per a llegir.

Encara que la dislèxia s'entén de manera categòrica, també es pot considerar com la part inferior d'un continuum (figura 1). De fet, igual que ocorre amb altres característiques (altura, per exemple), hi ha persones que llegeixen millor que unes altres (o unes són més altes que unes altres); la majoria té un nivell mitjà (la majoria té una altura mitjana), però també hi ha persones que tenen un nivell bastant inferior a la mitjana (en relació amb l'altura són més baixes). Aquestes últimes es considerarien dislèxiques. D'altra banda, hi ha uns altres que llegeixen molt millor que la mitjana (per exemple, tan alts com els jugadors de bàsquet), però al no tenir problemes no els incloem en una categoria concreta. En aquest article tractarem la dislèxia com a reflex de la baixa lectura.

Són molts els passos que s'han de donar per a il·lustrar la genètica de la lectura: primer, (1) aclarir si els gens estan afectats, després, (2) identificar les parts significatives del genoma i, finalment, (3) analitzar les conseqüències de la variabilitat en el nivell d'ADN present en aquestes parts.

Quina importància té la genètica?

La influència dels gens en una característica es calcula comparant les diferències entre els bessons monocigóticos (idèntics) i els bessons dicigóticos (semblances però no idèntics).

Figura . Imatge de la distribució d'una característica contínua. En l'Eix X hi ha una variabilitat de característiques que en vermell apareixen els extrems de la variabilitat. La línia discontínua representa el llindar convencional. Si considerem la dislèxia com l'extrem baix de la lectura, classificaríem com a dislèxic a aquelles persones que es troben per sota del llindar.

De fet, els bessons monocigóticos procedeixen d'un sol zigot i contenen el 100% del material genètic. Els bessons dicigóticos, per part seva, procedeixen de diferents cigarrets i, com altres germans, comparteixen el 50% de l'ADN. Tots dos tipus de bessons permeten un disseny experimental adequat, ja que a més de l'ADN comparteixen la majoria dels factors de l'entorn (naixement en el mateix dia, ambient a casa, alimentació, escola, etc.). Per tant, en analitzar una característica concreta (per exemple, altura o dislèxia), si els bessons monocigóticos són més similars als dicigóticos, pot pensar-se que aquesta major similitud es deu a un ADN addicional (50% restant) igual.

Aquesta mesura ens permet conèixer quin percentatge de variació d'una característica pot explicar la variació genètica. En alguns estudis s'ha calculat que utilitzant el disseny dels bessons, els gens representen entre un 30% i un 80% de la lectura. Sabem, per tant, que la dislèxia i la lectura també estan condicionades en part per factors genètics.

Quins i de quin tipus són aquests factors genètics?

Els estudis realitzats durant gairebé vint anys no ens han proporcionat respostes fàcils. S'han relacionat diversos gens amb la lectura i la dislèxia (noms dels més coneguts són ROBO3, DYX1C1, KIAA0319, DCDC2 sent) i, reprenent la biologia d'aquests gens, s'han identificat alguns processos que són importants en el cervell capaç de llegir de manera eficaç. Per exemple, han vist que alguns d'aquests gens són importants perquè al llarg del desenvolupament les neurones migrin a la seva corresponent capa de cervell. No obstant això, encara no és clar com coincideixen les peces d'aquest puzle per a crear un cervell amb capacitat de lectura.

Variació normal o anormal?

Si comparem els genomes de dues persones (és a dir, tot el seu material genètic), observem que hi ha moltes diferències en la seva seqüència d'ADN. Comprendre la influència d'aquestes diferències genètiques en la biologia és un dels principals reptes de la genètica moderna, ja que si l'afectessin, molts d'ells són sense conseqüències.

Figura . Esquema dels tipus de variacions genètiques que poden afectar la capacitat de lectura. (a) Es mostra la distribució de les dues varietats genètiques comunes (estrelles). Si les persones de menor lectura presenten més d'aquestes variants, aquestes variants genètiques actuen com a factors de risc i tenen petits efectes additius. (b) Imatge d'una família de sis membres. Els quadrats són homes i rodons són dones. En negre, membres amb una dislèxia diagnosticada; en blanc, membres sense dislèxia. L'estrella representa una variant genètica atípica, que tenen els seus familiars amb dislèxia.

Per a facilitar aquesta interpretació és important tenir en compte la freqüència de les variacions genètiques. De fet, la freqüència d'una variant a nivell de població proporciona indirectament informació significativa. La major part de la variació genètica que determina la nostra altura, per exemple, és normal (d'alta freqüència). Cada canvi té molt poca incidència i actua com un factor de risc. Molts d'aquests factors genètics influeixen de manera addicional en l'altura. D'altra banda, si un determinat canvi d'ADN afecta directament a una malaltia o característica (per exemple, el parkinson o la dislèxia), la freqüència d'aquesta variant haurà de ser menor que la de la característica que la produeix (en el cas del parkinson, 0,04-0,1%, en el de la dislèxia, 5-10%). Si no fos així, a nivell de població, hi hauria persones que no desenvolupen la malaltia però si que tenen aquest canvi i la causalitat de la variació quedaria en dubte.

En el cas de la lectura i la dislèxia, poden influir tant variacions genètiques normals com anormals (Figura 2). Prenent com a punt de partida els canvis extraordinaris, hem buscat nous gens.

Caça de gens relacionats amb la dislèxia

Tenint en compte la prevalença del 5% de la dislèxia, cal destacar que en algunes famílies la meitat dels seus membres (50%) són dislèxics. Per això, podem pensar que en aquesta mena de famílies pot haver-hi alguna variació genètica excepcional que tingui una gran influència en la dislèxia. Hem estudiat a dues famílies que han tingut més de deu dislèxics en tres generacions per a buscar nous gens que puguin influir en la dislèxia.

En primer lloc, en cada família hem definit quines zones del genoma de dislèxics són iguals utilitzant la tècnica d'anàlisi anomenada linkage. D'altra banda, hem aprofitat la seqüenciació del genoma per a conèixer tot el codi genètic d'alguns membres de la família. Combinant l'anàlisi Linkage i la seqüenciació, podem observar la variació en aquests intervals en els quals els dislèxics d'una família són iguals, descrivint la variació genètica que només els tenen o que té una baixa freqüència en la població.

En una de les famílies, l'anàlisi linkage (que apareix en la figura 3 amb el nom de DYX9) ha destacat una part del cromosoma X, però en aquesta zona no hem vist variacions anormals que afecten les proteïnes (i per tant poden tenir conseqüències en la cèl·lula). També s'ha estudiat la variació fora dels gens per a buscar alguna variant genètica que pugui influir en la regulació dels gens, però tampoc s'ha trobat. Encara que sembla que segueix les regles de Mendel, és possible que el factor genètic que provoca la dislèxia en aquesta família no sigui l'únic canvi genètic.

En la segona família hem realitzat el mateix tipus d'anàlisi. En el setè cromosoma hem trobat una zona d'interès, l'onzena de 13 familiars dislèxics i la que cap dels altres membres té. En els gens de la zona no es trobaran variacions que poguessin afectar les proteïnes, però s'han trobat dues variants que podrien afectar la regulació dels gens. Aquestes variants es troben en la zona del gen SEM3C. Aquest gen és interessant ja que influeix en l'organització del cervell, igual que altres gens relacionats amb la dislèxia. No obstant això, la variació genètica trobada no és del tot estranya, ja que presenta una freqüència de l'1% en la població general. Per tant, no podem concloure que serveixi per a explicar completament la dislèxia d'aquesta família, ja que si fos així hauria d'aparèixer el 20% dels casos de dislèxia. No obstant això, és possible que en aquesta família la dislèxia sigui conseqüència d'aquesta variació i de la interacció d'altres factors.

Figura . Representació del genoma en cromosomes (una fila per cada cromosoma). Les zones relacionades amb la dislèxia estan marcades en taronja. Les zones més destacades es denominen DYX1-DYX9. Hi ha centenars de gens dins de cada zona.

Revisant les peces del puzle

Els gens influeixen en més aspectes de l'esperat. Entre elles, la lectura i altres activitats culturals. Igual que en moltes altres característiques, els factors genètics que influeixen en la lectura són heterogenis: d'una banda, els canvis normals poden donar lloc a efectes menors addicionals (com ocorre amb l'altura), i per un altre, els canvis de baixa freqüència poden tenir un major impacte (en famílies amb molts dislèxics, per exemple).

La revolució tecnològica dels últims anys ha permès desenvolupar el coneixement de la variació genètica a gran velocitat. Encara que és fàcil saber quina és la seqüència de codis de l'ADN, no és tasca fàcil entendre el significat del codi. Les noves tecnologies permeten identificar nous gens que poden influir en la lectura (o en la dislèxia que la defineix) i poden ser el punt de partida per a analitzar el mecanisme biològic d'aquesta capacitat.

És difícil resumir la influència dels canvis genètics comuns descrits fins al moment, ja que estem immersos en el soroll que provoquen mostres relativament petites. En els pròxims anys, gràcies a la col·laboració entre investigadors, el repte serà augmentar les mostres (fins a superar les 10.000 persones). Aquests grans números ens permeten diferenciar del soroll estadístic els efectes de la variació normal.

El següent repte serà buscar un mecanisme biològic que expliqui el reflex dels factors genètics en la lectura. Així, a poc a poc, comprendrem millor per què ens costa més llegir a uns que a uns altres.

Referències

C.G. de Kovel, F.A. Hol, J.G. Heister, J.J. Willemen, L.A. Sandkuijl, B.Franke, and G.W. Padberg. Genomewide scan identifies susceptibility locus for dyslexia on Xq27 in an esteneu Dutch family. J. Med. Genet., 41 (9): 652–657, Sep 2004.
R.L. Peterson and B.F. Pennington. Developmental dyslexia. Annu Rev Clin Psychol 11: 283–307, 2015.
N.J. Schork, S. S. Murray, K.A. Frazer, and E.J. Topol. Common vs. rare allele hypotheses for complex diseases. • Opin. Genet. Dev., 19 (3): 212–219, Jun 2009.
S.R. Shaywitz, M.Sr. Escobar, B.A. Shaywitz, J.M. Fletcher, and R.Makuch. Evidenciem la nostra comprensió a través de la pràctica habitual de distribution of reading ability. N. Engl. J. Ed., 326 (3): 145–150, Jan 1992.

Treball presentat als premis CAF-Elhuyar.

Gehitu iruzkin bat

Saioa hasi iruzkinak uzteko.

Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila
MAIER Koop. Elk.
KIDE Koop. Elk.
ULMA Koop. Elk.
EIKA Koop. Elk.
LAGUN ARO Koop. Elk.
FAGOR ELECTRÓNICA Koop. Elk.