Klaudia Kyselicová skúma odtlačky prstov: Gény spájané s autizmom súvisia s citlivosťou prstov

Vedkyňa vedie tím NEUROPRINT, ktorý v rámci programu Challenger Science získal tento rok Cenu publika.

Odtlačky prstov sú spoľahlivé, lebo sa celý život nemenia. Zdroj: iStock/olesiabilkei

Antropologička Klaudia Kyselicová pôsobí vo Fyziologickom ústave Lekárskej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave, kde skúma možnosti skríningu autizmu či ďalších neurovývinových porúch z odtlačku prsta.

Jej zistenia poukazujú na to, že pacienti s poruchou autistického spektra majú odlišnosti v odtlačkoch prstov. Práve vďaka nim dokážeme spätne identifikovať zvláštnosti v ranom vývine detí.

Hrubšie čiary v odtlačkoch prstov

Aké majú pacienti s poruchou autistického spektra najčastejšie usporiadanie rýh na prstoch?

S istotou môžeme potvrdiť, že majú častejšie asymetrické usporiadanie rýh na prstoch, čo znamená, že sa u nich odlišujú odtlačky tých istých prstov pravej a ľavej ruky. Nejde však o typickú črtu porúch autistického spektra, ide o niečo, čo sa vyskytuje u väčšiny zdravých jedincov, avšak vo vyššej miere u ľudí s poruchou autistického spektra. Neexistuje jedno vysvetlenie, prečo to tak je, ale vo všeobecnosti platí, že rozdiely v lateralite možno nájsť u autistov aj v iných štruktúrach – napríklad vo vzájomnom prepojení mozgových hemisfér. Z hľadiska odtlačkov prstov však ide o súbor viacerých znakov.

Deti s poruchou autistického spektra majú odlišné usporiadanie detailov na prstoch, napríklad odlišnosť v strede odtlačku v porovnaní s jeho perifériou, čo však nie je viditeľné voľným okom. Nejde ale o priamy znak, ktorý poukazuje na poruchu autistického spektra, skôr vďaka nemu vieme, že pacient má atypický neurovývin. Vďaka odtlačkom prstov dokážeme poukázať na určitú odchýlku v neurovývine. Problémom je to, že tento ukazovateľ nie je postačujúci na diagnostiku.

V čom je teda problém?

Na to, aby sme mohli vytvoriť robustný skríningový nástroj, by sme ho museli otestovať na obrovskej skupine ľudí. Máme naň prostriedky a taktiež prisľúbenú spoluprácu s firmou Innovatrics, ktorá patrí medzi svetovú špičku v biometrii odtlačkov prstov. Avšak výskumy, ktoré nás čakajú budúci rok, sú časovo aj personálne veľmi náročné. Uchádzam sa preto o ERC grant, aby som z neho dokázala zafinancovať najmä ľudí, ktorých potrebujem vo výskumnom tíme.

Muži majú hrubšie papilárne línie v odtlačkoch prstov ako ženy. Čo sú papilárne línie a prečo sa líšia na základe pohlavia?

Papilárne línie predstavujú čiary vytvárajúce odtlačky prstov. Muž má týchto čiar na tej istej ploche menej ako žena, pretože ich má hrubšie, keďže muž má vo všeobecnosti o 20 až 25 percent hrubšiu kožu ako žena. Ide o dôsledok pôsobenia mužských pohlavných hormónov na celú kožu.

Tím NEUROPRINT získal v rámci programu Challenger Science Cenu publika. Zdroj: Osobný archív K. K.

Aj dĺžky prstov autistických žien a mužov sa líšia. Existuje na tieto rozdiely medzi pohlaviami pacientov nejaké vysvetlenie?

Ide o trochu diskutabilný parameter, ktorý riešili mnohí výskumníci s protichodnými závermi. Určite by som ho nepovažovala za znak súvisiaci s autizmom. Viaceré publikácie uvádzajú, že pomer dĺžky druhého a štvrtého prsta, teda ukazováka a prstenníka, je u autistov menší, čo znamená, že majú výrazne dlhší prstenník v porovnaní s ukazovákom. Vývin článkov prstov je regulovaný pôsobením pohlavných hormónov, ktoré vplývajú aj na vývin mozgu a kognitívne schopnosti dieťaťa a mnohé ďalšie ukazovatele súvisiace s autizmom. Štúdie preto nepriamo predpokladajú, že tento pomer dĺžky prstov súvisí s autizmom.

Problémom je, že na dokázanie tejto súvislosti potrebujeme odbery plodovej vody, aby sme mohli priamo skúmať konkrétne hladiny hormónov testosterónu a estradiolu a ich vzťah, a potom tieto zistenia korelovať s dĺžkou prstov. Novšie výskumy a priame dôkazy tohto tvrdenia zatiaľ chýbajú. Ja tento ukazovateľ nepovažujem za stabilný, pretože keď sme skúmali dĺžku prstov detí aj dospelých, autistov aj bežnej populácie, ukázalo sa, že niekedy v predpubertálnom období sa tento pomer mierne mení. Dochádza k rýchlejšiemu rastu jedného z týchto prstov a ich pomer teda nie je stabilný. Taktiež sme nezistili súvis medzi dĺžkou prstov a mierou autistických čŕt. Ako uvádzajú i zahraničné štúdie, pomer týchto prstov bol menší u mužov – mužské pohlavné hormóny, ktoré majú maskulinizačný efekt na mozog plodu, zároveň podporujú rast štvrtého prsta, s autizmom to však nijak nesúviselo.

Antropologička Klaudia Kyselicová pôsobí vo Fyziologickom ústave Lekárskej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave. Zdroj: Osobný archív K. K.

Aké máte zatiaľ najnovšie predbežné zistenia?

Výsledky, ktoré však ešte musíme overiť na väčšom počte jedincov, hovoria, že v strede útvarov na prstoch sa u pacientov s poruchami autistického spektra častejšie vyskytujú detaily, ktoré ukazujú zlomy daných línií. Častejšie tam teda dochádza k vzniku útvarov, pri ktorých sú línie prerušované. Predpokladám, že tento znak súvisí s dotykovou citlivosťou. Primárnou funkciou odtlačku prstov je hmat a keďže asi 90 percent detí s autizmom má senzorické poruchy vrátane hmatu, mohlo by to vysvetľovať odlišnosti v odtlačkoch prstov. Prednedávnom tiež vyšla štúdia, ktorá potvrdzuje, že gény podieľajúce sa na vzniku autizmu zároveň kódujú citlivosť prstov. Toto sa momentálne snažíme prepojiť tak, že hľadáme odchýlky v kandidátnych génoch pre autizmus u detí s atypickými odtlačkami prstov.

Deti s poruchami autistického spektra sú teda citlivejšie na dotyk?

Nie úplne všetky, niektoré sú citlivejšie, niektoré menej. Nachádza sa u nich niekoľko senzorických špecifík týkajúcich sa nielen hmatu, ale aj sluchu, zraku či ostatných vnemov z okolia.

Rovnako je aj malíček spoľahlivým ukazovateľom neurovývinových porúch. Ako a prečo sa odlišuje od zdravých jedincov?

Malíček sa často spája s rôznymi genetickými poruchami, nielen z hľadiska odtlačku, ale aj formy – či je dlhší, kratší alebo ohnutý. Len pred pár rokmi vedci definovali gény, ktoré sa podieľajú na vzniku útvarov na stredných troch prstoch – ukazováku, prostredníku a prstenníku. Tieto tri stredné prsty podliehajú pôsobeniu tých istých génov, ktoré spôsobujú, že útvary na stredných troch prstoch majú spoločné znaky, čo súvisí aj s veľkosťou brušiek prstov. Tento princíp sa však neuplatňuje pri malíčku, preto je možno náchylnejší na odchýlky.

Ľudia s genetickými poruchami mávajú odlišné malíčky. Zdroj: iStock/seb_ra

Odlišné opakovania útvarov

Aké ďalšie špecifiká ste pozorovali na dlaniach a prstoch u detí s poruchami autistického spektra?

Nevyskytovali sa tam žiadne anomálie, teda vzory, ktoré by sme nevedeli na základe súčasných klasifikačných systémov nikam zaradiť. Líšia sa iba v zastúpení jednotlivých detailov podľa topografie bruška prsta. Deti s poruchami autistického spektra majú rovnaké detaily v odtlačkoch prstov ako bežná populácia, len ich majú na iných miestach. Tiež sa u nich vyskytujú útvary, ktoré sú menej časté v bežnej populácii. Odtlačky mali vždy svoje miesto v klinických odboroch, len sa o nich vie málo. Existujú napríklad genetické poruchy, pri ktorých sa uvádza, že na všetkých prstoch sa nachádza ten istý útvar. Alebo pri iných, napríklad pri adermatoglifii, teda chýbajúcich odtlačkoch prstov, vôbec nevzniknú odtlačky. Prvýkrát sa snažíme dať do súvisu vznik odtlačkov prstov s neurovývinom. Aj v našej výskumnej skupine vznikajú nové hypotézy, ktoré ešte nikto nevyslovil.

Ako ste sa dostali k výskumu odtlačkov prstov, keď v tom čase nebola táto téma na Slovensku ešte taká prebádaná?

Táto téma dodnes nie je prebádaná, pretože sme jediná výskumná skupina, ktorá sa jej systematicky venuje už od roku 2017. A stále nevieme všetko. Už ako študentka som mala predmet dermatoglyfika, ktorú absolvujú všetci antropológovia, kde sme študovali dedičnosť odtlačkov v rámci rodín. Počas doktorandského štúdia som nejaký čas pracovala v Kriminalistickom a expertíznom ústave Policajného zboru na oddelení daktyloskopickej identifikácie osôb a bola som zvedavá, čo všetko dokážeme zistiť z odtlačku prsta.

V prípade kriminálnikov ide väčšinou o deviantov, ktorí majú nejakú predispozíciu na dané atypické správanie. Zaujímalo ma, ako to súvisí s odtlačkami prstov. Keď som sa dostala na súčasné pracovisko, začala som skúmať súvislosť odtlačkov prstov s neurovývinom, čo nikto na Slovensku ešte neprebádal. Vieme, že odlišnosť v odtlačkoch prstov majú pacienti so schizofréniou či s bipolárnou poruchou, ale aj inými neurovývinovými alebo genetickými poruchami. Zaujímalo ma, či sa tieto odlišnosti ukážu aj u detí s poruchami autistického spektra.

Aké zmeny majú v odtlačkoch pacienti so schizofréniou a s bipolárnou poruchou?

Vo výskumoch na najpovrchnejšej úrovni odtlačkov prstov sa líšili frekvencie útvarov od bežnej populácie. Nejde však o atypické útvary, ako by sme možno predpokladali. Nemáme totiž k dispozícii dostatočnú vzorku pacientov s bipolárnou poruchou či so schizofréniou, avšak snažíme sa ju získať, len čo dostaneme grant určený presne na tento výskum. Potrebujeme vykonať výskum na súbore psychiatrických pacientov s rôznymi poruchami, aby sme odlíšili autizmus od iných porúch. Zatiaľ vieme porovnať znaky autistických pacientov s bežnou populáciou bez spomínaných porúch.

Klaudia Kyselicová sa výskumom odtlačkov prstov v súvislosti s autizmom zaoberá už od roku 2017. Zdroj: Osobný archív K. K.

Môžu odtlačky prstov slúžiť na skoršiu diagnostiku schizofrénie a bipolárnej poruchy?

Ak sa vytvorí robustný predikčný model, tak určite áno. Presne z tohto dôvodu skúmame odtlačky prstov, aby sme dokázali objektivizovať nález ešte skôr, ako sa objavia zmeny v správaní. Platí to nielen pre autizmus, ale aj pre iné poruchy, pretože odtlačok je stabilný už od 24. týždňa vnútromaternicového vývinu a je nemenný.

Znak schopnosti blokovať stres

Akým spôsobom dokážeme poškodiť odtlačok prsta tak, aby sa úplne zmenil?

Závisí to od hĺbky rany. Pokiaľ je rana hlbšia ako jeden a pol milimetra, prechádza už do zárodočnej vrstvy a môže dôjsť k vytvoreniu jazvy narúšajúcej povrchový vzhľad odtlačku. Poškodenie kože, ktoré neprechádza do jej zárodočnej vrstvy, nedokáže meniť sklon línií, útvary či detaily. Vzhľad odtlačkov je geneticky stanovený, a preto sa línie obnovujú do predchádzajúcej podoby.

V akom štádiu je momentálne váš výskum?

V súčasnosti máme k dispozícii výsledky, ktoré chcem budúci rok publikovať. Na ich základe by sme mohli vytvoriť predikčný model skríningu porúch autistického spektra na základe odtlačkov prstov.

Ako by sme mohli čo najefektívnejšie využívať tieto poznatky na odhalenie spomínaných ochorení?

Malo by ísť o skríningový nástroj slúžiaci na odhalenie anomálie v neurovývine. Tento nástroj by mohol iba dopĺňať súčasnú diagnostiku porúch autistického spektra, ktorá je založená na psychodiagnostike, čo je pomerne spoľahlivý nástroj. Problémom je, že mnohé deti nemusia pri absolvovaní tejto diagnostiky vykazovať všetky typické autistické prejavy a že na takúto diagnostiku veľmi dlho čakáte. Priemerná čakacia doba na diagnostiku autizmu je v Európe osem až dvanásť mesiacov.

Rodičia, ktorí čakajú na vyšetrenie, by vďaka tomuto skríningovému nástroju vedeli, či ich dieťa má neurovývinovú poruchu alebo či ide len o prechodný problém, teda minimálne by sme vylúčili autizmus. Mnohé deti môžu mať oneskorený vývin reči alebo zvláštnosti v sociálnom správaní, pri ktorých rodič nevie, či to je v norme, či má dieťa objednať na vyšetrenie alebo či to je súčasť povahy dieťaťa, alebo dôsledok prekonaného ochorenia.

Deti s poruchami autistického spektra majú rozličné línie na prstoch a dlaniach. Zdroj: iStock/Passakorn Prothien

Ktoré ďalšie ochorenia by sme dokázali takouto metódou diagnostikovať?

Všetky ochorenia súvisiace s neurovývinom, v prípade ktorých dokážeme získať dosť veľkú vzorku pacientov na odhalenie rozdielov.

Čo všetko ešte dokážeme zistiť z odtlačku prsta?

Pohlavie jedinca a to, ako dobre sa vedel vyrovnať s vývinovým stresom, keď bol ešte v maternici. Asymetria, ktorú sme objavili, neznamená iba atypický neurovývin, ale vypovedá aj o schopnosti embrya kompenzovať stres zvonka, teda všetko z vnútromaternicového prostredia, čo mohlo mať vplyv na vyvíjajúci sa plod. Vo všeobecnosti platí, že symetria v morfológii telesných štruktúr znamená vysokú odolnosť proti vývinovému stresu. V súvislosti s genetikou chceme získať jednotný obraz o tom, ktoré gény stoja za konkrétnou odchýlkou v odtlačkoch a ako veľmi sa tieto gény podieľali na vzniku neurovývinovej poruchy.

(RR)