Que xenes axúdannos a ler?

Carrión Castillo, Amaia

Max Planck Institute for Psycholinguistics-eko ikertzailea

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

Ler é una tarefa totalmente integrada no noso día a día. Uns máis, outros menos, pero quen non mira aos titulares do día dos xornais? Quen non recibe todos os días moitos correos electrónicos, whatsapp e similares? Aínda que a lectura na nosa contorna era una práctica habitual, só una minoría tiña esa habilidade noutras épocas e lugares. Mesmo en sociedades alfabetizadas, nas que grazas ás escolas todos recibimos ese adestramento específico paira aprender a ler, ler non é tan fácil como se cre paira todas as persoas. O obxectivo deste artigo é analizar a influencia que os factores xenéticos poden ter na capacidade de lectura.

Lemos todos igual?

Cando un neno le peor do que se esperaba paira a súa idade, educación e intelixencia (é dicir, cometendo máis erros dos necesarios ou máis lentamente), considéraselle un disléxico. Aínda que a definición non está totalmente consensuada, en xeral acéptase una definición de exclusión: a dificultade de ler nunha persoa disléxica non debe ser consecuencia doutros factores (por exemplo: baixo nivel de intelixencia ou falta de recursos paira aprender). Segundo a poboación, a dislexia ten una prevalencia do 5-10%. É dicir, nunha habitación de vinte nenos, un ou dous terían dificultades paira ler.

Aínda que a dislexia enténdese de forma categórica, tamén se pode considerar como a parte inferior dun continuum (figura 1). De feito, do mesmo xeito que ocorre con outras características (altura, por exemplo), hai persoas que len mellor que outras (ou unhas son máis altas que outras); a maioría ten un nivel medio (a maioría ten una altura media), pero tamén hai persoas que teñen un nivel bastante inferior á media (en relación coa altura son máis baixas). Estas últimas consideraríanse disléxicas. Doutra banda, hai outros que len moito mellor que a media (por exemplo, tan altos como os xogadores de baloncesto), pero ao non ter problemas non os incluímos nunha categoría concreta. Neste artigo trataremos a dislexia como reflexo da baixa lectura.

Son moitos os pasos que se deben dar paira ilustrar a xenética da lectura: primeiro, (1) aclarar si os xenes están afectados, despois, (2) identificar as partes significativas do xenoma e, finalmente, (3) analizar as consecuencias da variabilidade no nivel de ADN presente nesas partes.

Que importancia ten a xenética?

A influencia dos xenes nunha característica calcúlase comparando as diferenzas entre os xemelgos monocigóticos (idénticos) e os xemelgos dicigóticos (parecidos pero non idénticos).

Figura . Imaxe da distribución dunha característica continua. No Eixo X hai una variabilidade de características que en vermello aparecen os extremos da variabilidade. A liña descontinua representa o limiar convencional. Se consideramos a dislexia como o extremo baixo da lectura, clasificariamos como disléxico a aquelas persoas que se atopan por baixo do limiar.

De feito, os xemelgos monocigóticos proceden dun só cigoto e conteñen o 100% do material xenético. Os xemelgos dicigóticos, pola súa banda, proceden de distintos cigarros e, como outros irmáns, comparten o 50% do ADN. Ambos os tipos de xemelgos permiten un deseño experimental adecuado, xa que ademais do ADN comparten a maioría dos factores da contorna (nacemento no mesmo día, ambiente en casa, alimentación, escola, etc.). Por tanto, ao analizar una característica concreta (por exemplo, altura ou dislexia), se os xemelgos monocigóticos son máis similares aos dicigóticos, pode pensarse que esta maior similitude débese a un ADN adicional (50% restante) igual.

Esta medida permítenos coñecer que porcentaxe de variación dunha característica pode explicar a variación xenética. Nalgúns estudos calculouse que utilizando o deseño dos xemelgos, os xenes representan entre un 30% e un 80% da lectura. Sabemos, por tanto, que a dislexia e a lectura tamén están condicionadas en parte por factores xenéticos.

Cales e de que tipo son estes factores xenéticos?

Os estudos realizados durante case vinte anos non nos proporcionaron respostas fáciles. Relacionáronse varios xenes coa lectura e a dislexia (nomes dos máis coñecidos son ROBO3, DYX1C1, KIAA0319, DCDC2 sendo) e, retomando a bioloxía destes xenes, identificáronse algúns procesos que son importantes no cerebro capaz de ler de forma eficaz. Por exemplo, han visto que algúns destes xenes son importantes para que ao longo do desenvolvemento as neuronas migren á súa correspondente capa de cerebro. Con todo, aínda non está claro como coinciden as pezas de leste puzzle paira crear un cerebro con capacidade de lectura.

Variación normal ou anormal?

Se comparamos os xenomas de dúas persoas (é dicir, todo o seu material xenético), observamos que hai moitas diferenzas na súa secuencia de ADN. Comprender a influencia destas diferenzas xenéticas na bioloxía é un dos principais retos da xenética moderna, xa que se a afectasen, moitos deles son sen consecuencias.

Figura . Esquema dos tipos de variacións xenéticas que poden afectar á capacidade de lectura. (a) Móstrase a distribución das dúas variedades xenéticas comúns (estrelas). Se as persoas de menor lectura presentan máis destas variantes, estas variantes xenéticas actúan como factores de risco e teñen pequenos efectos aditivos. (b) Imaxe dunha familia de seis membros. Os cadrados son homes e redondos son mulleres. En negro, membros cunha dislexia diagnosticada; en branco, membros sen dislexia. A estrela representa una variante xenética atípica, que teñen os seus familiares con dislexia.

Paira facilitar esta interpretación é importante ter en conta a frecuencia das variacións xenéticas. De feito, a frecuencia dunha variante a nivel de poboación proporciona indirectamente información significativa. A maior parte da variación xenética que determina a nosa altura, por exemplo, é normal (de alta frecuencia). Cada cambio ten moi pouca incidencia e actúa como un factor de risco. Moitos destes factores xenéticos inflúen de forma adicional na altura. Por outra banda, se un determinado cambio de ADN afecta directamente a unha enfermidade ou característica (por exemplo, o parkinson ou a dislexia), a frecuencia desta variante deberá ser menor que a da característica que a produce (no caso do parkinson, 0,04-0,1%, no da dislexia, 5-10%). Se non fóra así, a nivel de poboación, habería persoas que non desenvolven a enfermidade pero si que teñen ese cambio e a causalidad da variación quedaría en dúbida.

No caso da lectura e a dislexia, poden influír tantas variacións xenéticas normais como anormais (Figura 2). Tomando como punto de partida os cambios extraordinarios, buscamos novos xenes.

Caza de xenes relacionados coa dislexia

Tendo en conta a prevalencia do 5% da dislexia, cabe destacar que nalgunhas familias a metade dos seus membros (50%) son disléxicos. Por iso, podemos pensar que neste tipo de familias pode haber algunha variación xenética excepcional que teña una gran influencia na dislexia. Estudamos a dúas familias que tiveron máis de dez disléxicos en tres xeracións paira buscar novos xenes que poidan influír na dislexia.

En primeiro lugar, en cada familia definimos que zonas do xenoma de disléxicos son iguais utilizando a técnica de análise chamada linkage. Doutra banda, aproveitamos a secuenciación do xenoma paira coñecer todo o código xenético dalgúns membros da familia. Combinando a análise Linkage e a secuenciación, podemos observar a variación neses intervalos nos que os disléxicos dunha familia son iguais, describindo a variación xenética que só os teñen ou que ten una baixa frecuencia na poboación.

Nunha das familias, a análise linkage (que aparece na figura 3 co nome de DYX9) destacou una parte do cromosoma X, pero nesta zona non vimos variacións anormais que afectan as proteínas (e por tanto poden ter consecuencias na célula). Tamén se estudou a variación fóra dos xenes paira buscar algunha variante xenética que poida influír na regulación dos xenes, pero tampouco se atopou. Aínda que parece que segue as regras de Mendel, é posible que o factor xenético que provoca a dislexia nesta familia non sexa o único cambio xenético.

Na segunda familia realizamos o mesmo tipo de análise. No sétimo cromosoma atopamos una zona de interese, a undécima de 13 familiares disléxicos e a que ningún dos demais membros ten. Nos xenes da zona non se atoparán variacións que puidesen afectar as proteínas, pero se atoparon dúas variantes que poderían afectar á regulación dos xenes. Estas variantes atópanse na zona do xene SEM3C. Este xene é interesante xa que inflúe na organización do cerebro, do mesmo xeito que outros xenes relacionados coa dislexia. Con todo, a variación xenética atopada non é do todo rara, xa que presenta una frecuencia do 1% na poboación xeral. Por tanto, non podemos concluír que sirva paira explicar completamente a dislexia desta familia, xa que se fose así debería aparecer o 20% dos casos de dislexia. Con todo, é posible que nesta familia a dislexia sexa consecuencia desta variación e da interacción doutros factores.

Figura . Representación do xenoma en cromosomas (una fila por cada cromosoma). As zonas relacionadas coa dislexia están marcadas en laranxa. As zonas máis destacadas denomínanse DYX1-DYX9. Hai centos de xenes dentro de cada zona.

Revisando as pezas do puzzle

Os xenes inflúen en máis aspectos do esperado. Entre elas, a lectura e outras actividades culturais. Do mesmo xeito que noutras moitas características, os factores xenéticos que inflúen na lectura son heteroxéneos: por unha banda, os cambios normais poden dar lugar a efectos menores adicionais (como ocorre coa altura), e por outro, os cambios de baixa frecuencia poden ter un maior impacto (en familias con moitos disléxicos, por exemplo).

A revolución tecnolóxica dos últimos anos permitiu desenvolver o coñecemento da variación xenética a gran velocidade. Aínda que é fácil saber cal é a secuencia de códigos do ADN, non é tarefa fácil entender o significado do código. As novas tecnoloxías permiten identificar novos xenes que poden influír na lectura (ou na dislexia que a define) e poden ser o punto de partida paira analizar o mecanismo biolóxico desta capacidade.

É difícil resumir a influencia dos cambios xenéticos comúns descritos até o momento, xa que estamos inmersos no ruído que provocan mostras relativamente pequenas. Nos próximos anos, grazas á colaboración entre investigadores, o reto será aumentar as mostras (até superar as 10.000 persoas). Estes grandes números permítennos diferenciar do ruído estatístico os efectos da variación normal.

O seguinte reto será buscar un mecanismo biolóxico que explique o reflexo dos factores xenéticos na lectura. Así, aos poucos, comprenderemos mellor por que nos custa máis ler a uns que a outros.

Referencias

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 estendede 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.D. Escobar, B.A. Shaywitz, J.M. Fletcher, and R.Makuch. Evidenciamos a nosa comprensión a través da práctica habitual de distribution of reading ability. N. Engl. J. Ed., 326 (3): 145–150, Jan 1992.

Traballo presentado aos premios CAF-Elhuyar.

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.