Trisomia 13 - Zespół Patau

Zespół Patau

Zespół Patau (trisomia 13) jest to zespół złożonych wad wrodzonych spowodowany obecnością dodatkowego chromosomu 13 lub dodatkowego fragmentu chromosomu 13.  Trisomia 13 jest trzecią co do częstości występowania trisomią autosomalną. Często wiąże się z bardzo ciężkimi wadami, które w 95% są letalne już na etapie ciąży. Całkowita częstość występowania tej aberracji chromosomowej jest szacowana na 1:5000 ciąż i na 1:10000 – 1:20000 żywo urodzonych dzieci.

Po raz pierwszy w literaturze medycznej opis przypadku trisomii 13 przedstawił duński lekarz Thomas Bartholin w 1957 roku. Trzy lata później, w 1960 roku amerykański genetyk Klaus Patau wraz ze swoim zespołem dokonali pierwszej analizy cytogenetycznej u pacjenta z trisomią 13. chromosomu, a wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Lancet. Stąd najbardziej popularna nazwa trisomii 13 – zespół Patau, chociaż wcześniej w literaturze funkcjonowała również  nazwa zespół Bartholin-Patau.

Podłoże genetyczne zespołu Patau

Zespół Patau to aberracja chromosomowa 13. chromosomu. Jest związana z nieprawidłową (nadmiarową) ilością materiału genetycznego, która powoduje szereg bardzo poważnych wad anatomicznych i rozwojowych. Materiał genetyczny człowieka, który znajduje się w jądrze komórkowym zorganizowany jest w postaci chromosomów. Prawidłowo, u zdrowego człowieka liczba chromosomów jest stała i wynosi 46. Na tą liczbę składają się 23 pary chromosomów, w tym 22 to tzw. autosomy i 1 para allosomów (chromosomów płci). W zespole Patau ten prawidłowy układ jest zaburzony obecnością dodatkowego chromosomu 13 – całego lub jego fragmentu.

Z punktu widzenia analizy cytogenetycznej trisomia 13 (Zespół Patau) może mieć 3 różne podłoża:

• Całkowita trisomia 13 – występuje najczęściej i dotyczy ok. 80% przypadków zespołu Patau. Charakteryzuje się tym, że w każdej komórce organizmu osoby chorej znajduje się cały dodatkowy chromosom 13 (innymi słowy w każdej komórce są trzy, a nie jak powinno być prawidłowo – dwa chromosomy 13). Całkowita trisomia 13 jest wynikiem nieprawidłowego rozejścia się chromosomów homologicznych, czyli chromosomów tej samej pary w procesie gametogenezy. Jak wiemy, gamety (komórki jajowe i plemniki) powstają w wyniku podziałów mejotycznych (GAMETOGENEZA) ich komórek macierzystych. Mejoza to właściwie dwa następujące po sobie podziały, których celem jest redukcja ilości materiału genetycznego. Z komórki diploidalnej (2n), która zawiera 23 pary chromosomów (razem 46), powstają gamety, które są komórkami haploidalnymi (n), które posiadają 23 chromosomy.  To wszystko jest potrzebne po to, aby po połączeniu się komórki jajowej z plemnikiem (zapłodnienie) powstała z powrotem prawidłowa komórka diploidalna z docelowym zestawem chromosomów, czyli 23 pary, która da początek nowemu organizmowi. Jeżeli w trakcie podziałów mejotycznych wystąpi błąd rozdziału chromosomów (tzw. nondysjunkcja), powstaną gamety z nieprawidłową ilością chromosomów. Nondysjunkcja chromosomów może mieć miejsce zarówno w trakcie pierwszego, jak i drugiego podziału mejotycznego. Całkowita trisomia 13, podobnie jak większość trisomii  autosomalnych (za wyjątkiem trisomii 18) zdecydowanie częściej jest wynikiem błędnego rozdziału w trakcie pierwszego podziału mejotycznego. Chociaż wg danych literaturowych nondysjunkcja w drugim podziale mejotycznym zdarza się częściej niż w pozostałych trisomiach autosomów i może dotyczyć nawet do 37% przypadków. W 91% dodatkowy chromosom 13 jest chromosomem pochodzenia matczynego, a nieprawidłowy rozdział chromosomów w procesie oogenezy wiąże się z podwyższonym wiekiem matki.

• Częściowa trisomia 13 – może dotyczyć do 15% przypadków zespołu Patau. W częściowej trisomii 13 w komórkach znajduje się dodatkowy fragment chromosomu 13 (najczęściej jest to długie ramię tego chromosomu). Jest ona najczęściej wynikiem obecności zrównoważonej translokacji Robertsonowskiej u jednego z rodziców. Translokacja Robertsonowska to rodzaj translokacji (przemieszczenia się fragmentu chromosomu), który dotyczy chromosomów akrocentrycznych (czyli takich, gdzie centromer umieszczony jest bardzo blisko jednego z końców chromosomu, co powoduje, że jedno ramię chromosomu jest długie, a drugie bardzo krótkie). Charakterystyczne dla tego rodzaju translokacji jest to, że następuje fuzja centromerów i połączenie długich ramion dwóch chromosomów akrocentrycznych oraz najczęściej dochodzi do utraty krótkich ramion tych chromosomów. Ponieważ geny kodujące znajdują się na długich ramionach, to nosiciel takiej translokacji jest zdrowy (nie ma tutaj utraty, bądź nadmiaru materiału genetycznego). Natomiast inaczej może wyglądać sytuacja w przypadku potomstwa takiej osoby. Przemieszczenie się długiego ramienia chromosomu 13 i przyłączenie do innego chromosomu powoduje, że w procesie gametogenezy (GAMETOGENEZA) mogą powstać komórki płciowe z nieprawidłową ilością chromosomów: albo z dodatkowym (nadmiarowym) materiałem genetycznym – one po zapłodnieniu dadzą trisomiczną zygotę (zespół Patau) lub takie, w których będzie brakowało tego chromosomu i po zapłodnieniu dadzą monosomiczną zygotę (monosomia 13). Translokacja Robertsonowska chromosomu 13 to najczęściej połączenie długiego ramienia tego chromosomu z długim ramieniem chromosomu 14 (zdarza się 1 na 1300 osób), rzadziej z chromosomami 15, 22 lub drugim chromosomem 13 (1 na 50 000 osób), jeszcze rzadziej z chromosomem 21 (1 na 100 000 osób).