Polimorfismi del geneDRD4 come fattore di rischio per i bambini con disturbo da deficit di attenzione e iperattività nella popolazione iraniana

Abstract

Sfondo e obiettivo. La disfunzione della dopamina è nota per essere associata al disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD). Il gene del recettore della dopamina D4 (DRD4) è uno dei geni importanti in questo percorso. Questo studio intendeva indagare il numero variabile di ripetizioni tandem (VNTR) nell’esone 3 del gene DRD4 nei bambini e negli adolescenti iraniani. Materiali e metodi. In questo studio sono stati arruolati 130 bambini con ADHD, di età compresa tra i 6 e i 14 anni, e 130 bambini sani, nella stessa fascia di età. Tutti i bambini sono stati selezionati dal nord-ovest dell’Iran che hanno sfondo etnico caucasico e sono di un gruppo etnico turco. I polimorfismi VNTR del gene DRD4 sono stati valutati mediante PCR utilizzando primer specifici per l’esone 3, seguiti da elettroforesi su gel di agarosio. Risultati. Il principio di Hardy-Weinberg e il test Chi-quadrato hanno mostrato una differenza significativa negli alleli a 4 ripetizioni (4R) tra i gruppi ADHD (76.2%) e controllo (53.8%) (; ; ). La percentuale minima di alleli di ripetizione in entrambi i gruppi era 2R. Conclusioni. C’è una correlazione significativa tra gli alleli 4R di DRD4 e ADHD nel nord-ovest dell’Iran.

1. Introduzione

L’ADHD è un comune disturbo psichiatrico infantile che è associato ai sintomi di iperattività sostenuta, impulsività e disattenzione. La prevalenza mondiale è del 4-8% nei bambini in età scolare, che può persistere durante l’adolescenza e l’età adulta nel 50-80% dei casi. Una prevalenza comparabile è riportata dalla popolazione iraniana e il tasso è stimato essere 9,7% nei bambini che vivono nella città di Tabriz.

ADHD è un disturbo neurocomportamentale eterogeneo con eziologia multifattoriale, che porta ad alterazioni delle vie neurali. Il fenotipo è abbastanza ampio e comprende un funzionamento sociale alterato e l’acquisizione di abilità e una diminuzione delle capacità cognitive. Questi aumentano l’onere di ADHD non diagnosticata e non trattata con un impatto significativo sulla carriera, la vita e i risultati accademici.

Diagnosticare ADHD è attualmente basato su somiglianze cliniche, come altre condizioni psichiatriche. La diversità del fenotipo si traduce in sfide diagnostiche che dovrebbero essere affrontate con il miglioramento dei metodi diagnostici. Verso questo approccio, gli studi farmacologici, i modelli animali e l’imaging cerebrale mostrano tutti il coinvolgimento delle vie catecolaminiche, compresi i neurotrasmettitori e i geni correlati. La dopamina e la norepinefrina sono coinvolte nelle funzioni neurologiche, così come l’attenzione e la consapevolezza. D’altra parte, le vie della dopamina sono coinvolte nel controllo motorio e nel controllo del rilascio di vari ormoni. Queste vie e gruppi di cellule formano un sistema di dopamina che è neuromodulatore. Le funzioni motorie della dopamina sono legate a una via separata, con corpi cellulari nella substantia nigra che producono e rilasciano dopamina nello striato dorsale. Il gene DRD4 che è espresso in diverse aree del cervello è stato anche studiato in relazione all’ADHD. Linkage mapping mostra il locus di questo gene recettore sul cromosoma 11p15.5. Questo gene ha diversi polimorfismi nella sua sequenza nucleotidica. La ripetizione tandem a numero variabile di 48 paia di basi (VNTR) nell’esone III del polimorfismo DRD4 è il polimorfismo più studiato in associazione con l’ADHD. Studi biologici molecolari mostrano che questa regione si accoppia alla proteina G, modulando la produzione di cAMP .

La lunghezza dell’esone III varia tra 2 e 11 ripetizioni di un simile VNTR di 48-bp, presentato da D4.2 a D4.11 . Tipicamente, questi alleli di ripetizione hanno due categorie: allele di lunghezza breve (2-4 ripetizioni) e allele di lunghezza lunga (5-8 ripetizioni) . Meta-analisi mostra che le varianti 2, 4, e 7 sono molto più comuni.

Ci sono prove che supportano una relazione significativa tra gli alleli a 7 ripetizioni del polimorfismo DRD4 esone III e ADHD. D’altra parte, un altro gruppo di studi ha riportato una debole correlazione tra DRD4 e ADHD. Tuttavia, non è ben noto se questi risultati negativi sono dovuti alla differenza tra gruppi e popolazioni con diversa razza, genetica, ed eterogeneità, debolezza nell’esecuzione e nell’interpretazione dei test statistici, o una reale differenza tra le diverse società. Di conseguenza, questo studio ha mirato a indagare la relazione del polimorfismo DRD4 con l’ADHD nella popolazione iraniana.

2. Materiali e metodi

Il presente studio è stato condotto in una clinica di psichiatria infantile e adolescenziale dell’Università di Scienze Mediche di Tabriz. La procedura è stata approvata dal comitato etico regionale e il consenso informato scritto è stato ottenuto dai genitori dei bambini e degli adolescenti partecipanti.

3. Criteri di inclusione ed esclusione

I criteri di inclusione erano bambini e adolescenti, di età compresa tra 6-18 anni, con diagnosi di ADHD, sulla base di interviste cliniche condotte da uno psichiatra per bambini e adolescenti.

I criteri di esclusione erano disturbi psichiatrici concorrenti, epilessia, una grave condizione medica o storia di grave trauma, e qualsiasi grado di disabilità intellettuale. I casi di ADHD con ODD e/o CD in comorbilità erano esclusi.

4. Partecipanti

Questo studio è stato condotto nel nord-ovest dell’Iran. Le popolazioni che vivono in queste zone hanno un background etnico caucasico e sono di un gruppo etnico turco. I bambini con diagnosi di ADHD () in clinica psichiatrica specializzata sono stati inclusi da uno psichiatra infantile e adolescenziale. In questo studio, la diagnosi di ADHD è stata effettuata attraverso un’intervista diagnostica semistrutturata basata sui criteri DSM-IV-IR.

Un gruppo di bambini (), che sono stati introdotti per la procedura di adenotonsillectomia, all’interno della stessa fascia di età, sono stati presi come controlli. Questi bambini sono stati diagnosticati senza condizioni psichiatriche con la stessa procedura diagnostica dei bambini con ADHD. Un consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i genitori.

5. Strumenti

5.1. Kiddie Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia-Present and Lifetime Version (K-SADS-PL)

Questa è un’intervista diagnostica semistrutturata, progettata sulla base dei criteri definiti dal Manuale diagnostico e statistico dei disturbi mentali, 4a edizione (DSM-IV). Questo strumento è stato quello di identificare ADHD e possibili condizioni psichiatriche comorbide, nonché la scelta dei controlli. L’affidabilità test-retest e interrater della versione persiana è riportata come 0,81 e 0,69.

5.2. PCR-Variable Number of Tandem Repeats

Nel suo processo, sono stati preparati 2 mL di campioni di sangue periferico e ne è stato estratto il DNA genomico, utilizzando il kit QIAamp DNA secondo le istruzioni del produttore. Il DNA estratto è stato controllato per la qualità utilizzando un dispositivo NanoDrop nella gamma di 260-280 nm. La genotipizzazione dell’esone III di DRD4 è stata effettuata mediante reazione a catena della polimerasi con le seguenti sequenze di primer: (Forward) 5′-GGTCTGCGGTGGAGTCTG-3′ (Reverse) 5′-GCGACTACGTGGTCTACT-3′

L’amplificazione mediante PCR è stata eseguita in 20 μL di miscela di reazione contenente 50 ng di DNA genomico, utilizzando Ampliqon Master Mix (Danimarca), 1 mL di ogni primer e 0.2 μLTaq DNA polimerasi, secondo il piano di temperatura nella tabella 1. I prodotti di PCR sono stati osservati in gel di agar (2%) colorato con fluorescenza di bromuro di etidio sotto la luce ultravioletta. I prodotti di digestione sono stati analizzati dopo l’elettroforesi su gel di agarosio.

6. Analisi statistica

I dati del conteggio dei prodotti genici in ogni campione sono stati inseriti in SPSS21. I dati sono espressi come numero e percentuale, e i valori medi ottenuti sono studiati, utilizzando il test del Chi-quadro. In questo studio, è stato considerato significativo.

7. Risultati

Sono stati arruolati centotrenta bambini con diagnosi di ADHD e 130 bambini senza diagnosi psichiatrica. L’età media dei bambini nei due gruppi non era significativamente diversa. Tuttavia, c’erano più maschi nel gruppo ADHD (83% nel gruppo ADHD contro il 61% del gruppo di controllo). Il ruolo di una relazione familiare di primo grado era presente in molti campioni. I discendenti di un matrimonio tra cugini rappresentavano la maggioranza dei bambini con ADHD (Tabella 2). Come mostrano i risultati, i genitori dei bambini con ADHD avevano una percentuale significativamente più alta di parenti di primo grado. Forse la sua causa è che c’era un modello diverso dal modello multifattoriale per questo disturbo. Lo studio dei pedigree mostra un modello di eredità monogenico; ecco perché la frequenza dei bambini con matrimonio consanguineo (soprattutto i cugini di primo grado) era più del gruppo di controllo.

Tabella 3 mostra la frequenza di VNTR DRD4 nei gruppi ADHD e controllo. Il principio di Hardy-Weinberg e il test Chi-quadrato hanno mostrato una differenza significativa negli alleli 4R tra i gruppi ADHD (76,2%) e controllo (53,8%) (; ; ). Non c’era alcuna differenza significativa tra i gruppi in altre ripetizioni. Il genotipo 2R aveva la prevalenza più bassa.

8. Discussione

L’ADHD è un disturbo neurocomportamentale prevalente che inizia durante l’infanzia. Secondo diversi studi di meta-analisi, i geni coinvolti nel percorso dopaminergico, in particolare DRD4, hanno un ruolo importante nella patogenesi dell’ADHD. Non c’è nessuno studio disponibile sul rapporto di questo argomento nella popolazione iraniana e questo studio è stato condotto per utilizzare le ripetizioni di questo gene come un biomarcatore per facilitare la diagnosi di questo disturbo nei bambini.

Nel presente studio, il gene DRD4 è stato osservato in tutti i partecipanti iraniani (ADHD e controlli) nel range di 2R a 7R alleli. Gli alleli dominanti nel nostro studio erano 4R, 5R e 6R, tra i quali l’allele 4R aveva la più alta prevalenza. La differenza tra i gruppi era significativa solo nell’allele 4R. I risultati del presente studio sono coerenti con quelli di Bidwell et al. Cheuk et al. hanno dimostrato che l’allele 4R aveva la più alta frequenza (84%) tra la loro popolazione di ricerca; inoltre, questo genotipo è stato correlato con la presenza di ADHD.

Anche se questi studi erano in linea con il presente studio considerando 4R come un indicatore di ADHD, studi su altre popolazioni, in particolare gli europei bianchi e americani hanno mostrato un ruolo maggiore di alleli 7R nello sviluppo di ADHD. Al contrario, il nostro studio non ha mostrato alcuna relazione significativa tra alleli 7R e ADHD.

Un altro studio di meta-analisi ha mostrato una differenza significativa nella relazione di ADHD e DRD4 7R in persone di origine europea-caucasica e sudamericana rispetto a persone di popolazioni mediorientali . Leung et al. hanno riportato una prevalenza molto bassa di alleli 7R tra gli asiatici, mentre 4R aveva una maggiore prevalenza tra loro. Questo rapporto è coerente con i risultati del nostro studio.

Secondo gli studi demografici ed etnici, si può concludere che la filogenetica può essere studiata indagando il polimorfismo dei geni in malattie specifiche. Come si è visto, 4R è più prevalente negli asiatici rispetto ai caucasici bianchi e agli europei. Alta prevalenza di 4R riportato da Shahin et al. in Egitto, così come il nostro studio conferma questa scoperta.

Tuttavia, ci sono studi che rifiutano la relazione di alleli 7R con ADHD. Carrasco et al. riporta una relazione negativa tra alleli 7R e ADHD in uno studio condotto su una popolazione cilena. Brookes et al. in uno studio a Taiwan ha riportato nessuna relazione tra biomarcatori DRD4 e ADHD.

La spiegazione più ovvia per la dissimiglianza dei risultati riportati è differenze dei campioni di studio. Tuttavia la procedura diagnostica e le differenze metodologiche dovrebbero anche essere prese in considerazione. L’importanza di una conclusione non si limita a facilitare la procedura diagnostica, ma potrebbe anche portare a preparare un piano di trattamento preciso per ogni individuo. Le differenze funzionali nel sistema di segnalazione intracellulare DRD4 sono state studiate per gli alleli ripetuti a 48 bp, e gli studi mostrano che l’allele 7R può essere meno sensibile alla dopamina endogena e media una risposta smussata alla dopamina. Se i risultati del presente studio si replicano in ulteriori studi, potrebbero indicare una buona risposta terapeutica e una migliore prognosi dell’ADHD nel nord-ovest dell’Iran.

Si può affermare che i portatori dell’allele 4R, che appaiono frequentemente nei pazienti ADHD nel nord-ovest dell’Iran, possono avere una prognosi migliore rispetto ai portatori 7R, che in altre popolazioni sono stati collegati all’ADHD. In altre parole, le ripetizioni dell’allele 4R nel gene DRD4 possono essere considerate come una diagnosi prognostica nel disturbo ADHD in questa zona dell’Iran.

9. Conclusione

In contrasto con i risultati degli studi condotti su europei bianchi e americani, in cui 7R era l’indicatore genetico di ADHD, il nostro studio ha mostrato 4R come la variante di questo disturbo nel nord-ovest dell’Iran.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Riconoscimenti

Questo studio è stato sostenuto dal Research Center of Psychiatry and Behavioral Sciences, Tabriz University of Medical Sciences. Gli autori ringraziano tutti i partecipanti a questo studio.