Генетика

Автор: | 21.06.2016

Темы научно-исследовательской работы (НИР):

  1. Изучение молекуляро-генетических маркеров ответственных за развитие расщелин губы и нёба, в частности Синдрома Ван Дер Вуда, с изучением мутаций в генах IRF6 и MTHFR .
  2. Изучение мутаций в генах р53, АРС, K-ras  и гиперметилирования гена MGMT при опухолях мозга у детей. Иммуно-морфологический анализ для обеспечения всего комплекса исследований пациентов с глиомами (иммуно-морфологический анализ экспрессии гена на уровне белка).
  3. Изучение экспрессии и полиморфизма гена MDR1 у детей с эпилепсией.

Наши разработки
Опухоли головного мозга:

  • Оптимальная панель маркеров для определения чувствительности опухолей мозга к алкилирующим агентам (мутации в гене p53, статус метилирования промотора гена MGMT, статус метилирования тела гена MGMT);
  • Оптимальная панель маркеров для определения чувствительности опухолей мозга к ингибиторам белка EGFR (мутации в гене EGFR, статус метилирования промотора и мутации в гене PTEN, статус метилирования промоторов генов p14 и p16);
  • Высокочувствительные методы генетического анализа, позволяющие изучать возможность неинвазивного мониторинга рецидивов и приобретенной лекарственной устойчивости опухолей мозга с помощью регулярного анализа ДНК слюны пациентов;
  • Технология генетического скрининга на наследственную предрасположенность к опухолям мозга, оптимизированная для российской популяции (анализ «горячих точек» в генах p53 и APC).

Расщелины верхней губы и неба:

  • Выявление набора мутаций, вызывающих синдром ван дер Вуда в российской популяции (выявлены «горячие точки» в генах IRF6 – впервые для российской популяции – д и MTHFR);
  • Технология минимально инвазивной пренатальной диагностики синдрома ван дер Вуда с помощью анализа ДНК плазмы крови беременных женщин;
  • Рекомендации по лекарственной и витаминопрофилактике развития дефектов лица у плода в зависимости от типа мутаций в генах IRF6 и MTHFR (в стадии оптимизации).

Врожденные заболевания нервной системы:

  • Р-гликопротеин (Pgp) кодируется геном MDR1 (относится к семейству В, международное название АВСВ1), расположенным на длинном плече хромосомы 7 (7q21).

    Его функцией являются энергозависимый транспорт (эффлюкс) за пределы клетки и уменьшение внутриклеточной концентрации большого числа ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов. Кроме того, последние исследования показывают, что Pgp играет роль в увеличении апоптотического порога клетки. Pgp демонстрирует широкую специфичность к веществам с различной структурой и соответственно определяет устойчивость клеток к большому числу препаратов, таких как алкалоиды барвинка, антрациклины, эпиподофиллотоксины, таксаны, актиномицин D.

    В норме Pgp способствует уменьшению проникновения чужеродных веществ в отдельные клетки, а также в организм в целом, препятствуя их абсорбции через слизистые оболочки кишечника. Однако в условиях избыточной продукции Р-гликопротеина нарушается механизм проникновения в кровь многих лекарственных веществ, особенно назначаемых энтерально. Парентеральное введение препаратов в такой ситуации значительно повышает их биодоступность. Для преодоления ускоренного удаления глюкокортикоидов из клеток-мишеней, в частности, из лимфоцитов, необходимы существенно более высокие дозы с укороченными интервалами.

    Международная санитарная авиация

Гены, исследуемые в нашей лаборатории:

p53 — Определение риска наследственных синдромов и наследственной предрасположенности к онкологическим заболеваниям:При наследственных мутациях в гене p53 резко повышается риск развития различных опухолей, в том числе глиом.
Рациональный подбор терапии злокачественных опухолей: При наличии в опухолевых клетках мутаций в гене p53 значительно уменьшается эффективность алкилирующих агентов, препаратов платины и антрациклинов и возрастает эффективность трабектедина (Йонделиса). При наличии нонсенс-мутаций в гене p53 в клетках метастатических мультирезистентных опухолей целесообразно участие пациентов в клинических испытаниях препаратов типа PTC124.

APC — При наследственных мутациях в гене APC значительно повышается риск развития полипозного рака толстого кишечника (семейный аденоматозный полипоз, синдром Гарднера), который при части мутаций сопровождается также высоким риском развития глиом и других опухолей головного мозга (синдром Тюрко).

P16/P14 — Определение риска наследственных синдромов и предрасположенности к онкологическим заболеваниям: Наследственные мутации и делеции в генах p16 и p14 увеличивают риск возникновения меланомы кожи и глиальных опухолей головного мозга (синдром семейной меланомы и глиомы).
Скрининг групп риска, возможность неинвазивной диагностики и мониторинга злокачественных опухолей:  Гиперметилирование промоторной области гена p16 и/или гена p14 встречается примерно в 50% случаев различных солидных опухолей (в первую очередь аденокарциномы поджелудочной железы – до 80%, глиальных опухолей головного мозга – до 40%, немелкоклеточного рака легкого – до 35% и рака молочной железы – до 30%). При глиальных опухолях встречаются также делеции генов p16 и p14 (до 45% случаев).
Рациональный подбор терапии злокачественных опухолей: При повреждении в опухолевых клетках генов p16 и p14 уменьшается эффективность препаратов платины, гефининиба (Ирессы), эрлотиниба (Тарцевы), цетуксимаба (Эрбитукса), трастузумаба (Герцептина) и сорафениба (Нексавара). В случае, если повреждение этих генов обусловлено гиперметилированием, возможно применение данных препаратов в сочетании с деметилирующими агентами (5-азацитидином – Видазой – или 5-аза-2’-дезоксицитидином – Децитабином).

MGMT — Скрининг групп риска, возможность неинвазивной диагностики и мониторинга злокачественных опухолей:  Гиперметилирование промоторной области гена MGMT встречается примерно в 40% различных солидных опухолей и гемобластозов (прежде всего, глиальных опухолей головного мозга, рака яичка, меланомы кожи, немелкоклеточного рака легкого, хронического и острого лимфобластного лейкоза и колоректального рака). В части случаев глиальных опухолей головного мозга и меланомы кожи встречается также гиперметилирование тела гена MGMT.
Рациональный подбор терапии злокачественных опухолей: Гиперметилирование промоторной области гена MGMT – при отсутствии повреждений в гене p53 – является признаком повышенной чувствительности опухолевых клеток к алкилирующим агентам, в особенности к производным нитрозомочевины и темозоломиду (Темодалу). Гиперметилирование тела гена MGMT является признаком устойчивости опухолевых клеток к алкилирующим агентам, в особенности к производным нитрозомочевины и темозоломиду (Темодалу). Отсутствие гиперметилирования в обоих регионах гена MGMT является признаком пониженной чувствительности опухолевых клеток к алкилирующим агентам, в особенности к производным нитрозомочевины и темозоломиду (Темодалу), которая при отсутствии в опухолевых клетках повреждений в гене p53 может быть преодолена с помощью высоких доз темозоломида (Темодала).

IRF6 — Определение риска наследственных синдромов: При наличии наследственных мутаций в гене IRF6 развиваются расщелины верхней губы и неба, сопровождаемые также задержками умственного развития и нарушениями функционирования иммунной системы (синдром Ван дер Вуда – около 60% случаев развития этого синдрома вызвано мутациями в гене IRF6).
Рациональный подбор терапии:   Проводятся исследования по поиску оптимальных методов заместительной терапии, а также иммунотерапии и генотерапии в зависимости от характера мутаций в гене IRF6.

MTHFR — Определение риска наследственных синдромов: Наследственный полиморфизм C677T в гене MTHFR может приводить к гипергомоцистеинемии (в случае гомозиготной замены – в 35% случаев) и дефектам развития нервной трубки в период эмбрионального развития, а также к формированию расщелин верхней губы и неба.
Рациональный подбор терапии наследственных синдромов и злокачественных опухолей: В случае наличия полиморфизма C677T в гене MTHFR у родителей для предотвращения дефектов нервной трубки у плода рекомендуется дополнительный прием фолиевой кислоты будущей матерью в течение как минимум месяца до зачатия и во время беременности. При наличии полиморфизма C677T в гене MTHFR у онкологических больных возрастает эффективность и токсичность 5-фторурацила и антифолатов (метотрексата и т.д.).

Краткий аналитический отчет о результатах НИР 

  1. Проведенные исследования позволили создать усовершенствованные методики анализа 1-9-го экзонов гена IRF6 в ДНК, выделенной  из слюны больных с различными видами расщелин губы и неба. Проведен анализ полиморфизма гена MTHFR у части больных с расщелинами губы и неба. Мутация С677T предрасполагает к развитию умеренной гипергомоцистеинемии, особенно на фоне снижения фолатного статуса. Данное взаимодействие генетической предрасположенности и особенностей питания приводит к повышению риска развития дефектов нервной трубки у плода. Исследования выявили повышенную частоту обнаружения аллеля 677T среди матерей, отцов и детей при обнаружении дефекта нервной трубки у плода. Полученные нами данные не противоречат данным зарубежной литературы, в которой мутационную форму гена MTHFR (ТТ) имеет 10% населения. В среднем 38% населения имеют гетерозиготную форму гена MTHFR (СТ), но так как в нашей выборке были больные дети, мы получили 52% мутантных гетерозигот, что подтверждает влияние мутации на развитие дефектов.
  2.  Мутации в гене р53 обнаруживаются в более 50% случаев злокачественных опухолей головного мозга ( Rey J. 1987). Ген р16 повреждается в 40%  первичных глиобластом (Int.J.Oncol. 2003,Mar 23(3).601-8). Мутации в гене APC могут быть ассоциированы с синдромом Тюрко, заболеванием, относящемся к наследственным и проявляющемуся в образовании опухолей  мозга в раннем возрасте. Ген APC повреждается в 5-15% опухолей мозга (Raffel C., 2004). Были отработаны условия проведения ПЦР и SSCP-электрофореза для 5-7 экзонов гена р53. Специфичность продукта была подтверждена секвенированием. Отработаны условия проведения секвенирования, определены оптимальные условия проведения бисульфитной модификации и подобраны оптимальные условия постановки МС-ПЦР для генов MGMT и p16INK4.
  3. Начата отработка методик для изучения экспрессии и полиморфизма гена MDR1. Функцией продукта гена MDR1 (Pgp) является энергозависимый транспорт (эффлюкс) за пределы клетки и уменьшение внутриклеточной концентрации большого числа ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов. В норме Pgp способствует уменьшению проникновения чужеродных веществ в отдельные клетки, а также в организм в целом, препятствуя их абсорбции через слизистые оболочки кишечника. Однако в условиях избыточной продукции Р-гликопротеина нарушается механизм проникновения в кровь многих лекарственных веществ, особенно назначаемых энтерально. Парентеральное введение препаратов в такой ситуации значительно повышает их биодоступность. Для преодоления ускоренного удаления глюкокортикоидов из клеток-мишеней, в частности, из лимфоцитов, необходимы существенно более высокие дозы с укороченными интервалами.