НИИ
медицинской
генетики

В кратком сообщении представлены результаты анализа генетического разнообразия и структуры неравновесия по сцеплению в двух популяциях южных алтайцев: теленгитов и алтай-кижи. Анализ проводился с использованием мультиплексного набора TYPER X-19, включающего 18 STR-маркеров, локализованных на X-хромосоме. Продемонстрирована специфичность генетической структуры двух этносов, Выявлены различия в структуре неравновесия по сцеплению. Проведена оценка уровня исключающей способности 18 X-STR для ДНК-идентификации.

Введение. Наряду с известными факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний, такими как мужской пол, артериальная гипертензия и курение, предрасположенность к развитию аневризмы восходящей аорты (АВА) в значительной степени определяют и генетические факторы. Зачастую генетическая предрасположенность обусловлена вариантами в генах компонентов соединительной ткани, функционирования гладкомышечных клеток, сигнального пути TGF-β. Однако на сегодняшний день не разработана панель генетических маркеров, рекомендованная для оценки риска развития спорадических случаев АВА. Цель: поиск клинически значимых генетических вариантов у пациента со спорадической формой АВА методом массового параллельного секвенирования. Методы. У пациента (48 лет, диаметр восходящей части аорты 50 мм) проведен поиск редких генетических вариантов (частота минорного аллеля <1%), локализованных в экзонах 53 генов наследственных и синдромальных форм АВА. Секвенирование клинического экзома выполнено на платформе SOPHiA GENETICS. Аннотация вариантов была выполнена с использованием программы ANNOVAR. Классификацию вариантов по степени патогенности проводили согласно стандартам и рекомендациям Американской коллегии медицинской генетики и геномики (ACMG) с использованием инструмента VarSome. Валидацию идентифицированных вариантов осуществляли методом секвенирования по Сэнгеру. Результаты. У пациента выявлено три варианта с неясной клинической значимостью в генах FBN1 − c.C7841T (p.A2614V), COL3A1 − c.A2498T (p.K833I), и PLOD3 − c.G833A (rs1041461490, p.G278D). Все найденные варианты идентифицированы при данной патологии впервые. Два варианта локализованы в генах с доказанным максимальным эффектом мутаций на развитие патологии (FBN1, COL3A1). Третий ген PLOD3 связан с заболеваниями восходящей аорты на основании экспериментальных исследований, однако в клинической практике его роль в развитии АВА до сих пор не установлена. Выводы. Спорадические АВА развиваются с вовлечением тех же патогенетических путей, что наследственные и синдромальные формы. Тем не менее, паттерн найденных генетических вариантов при спорадических случаях уникален. Для выявления этих особенностей у больных со спорадическими АВА требуется генетическое тестирование по расширенной панели, разработка которой является актуальной прикладной задачей современной медицины. 

The problem of diagnosing hereditary neuromuscular diseases is one of the most difficult in the medical specialists’ practice. Molecular genetic diagnostics is one of the fundamental aspects in the classification and subsequent approaches to the treatment and prevention of hereditary diseases. Pathogenic variants identification leads to the formation of separate subtypes and phenotypically identical diseases syndromes. This review examines modern diagnostic methods and algorithmization of patients with neuromuscular diseases. Despite enormous research and clinical efforts, the molecular causes remain unknown for almost half of patients with neuromuscular diseases due to genetic heterogeneity and molecular diagnostics based on a gene-by-gene approach. Next-generation sequencing (NGS) is an effective and cost-effective strategy for accelerating patient diagnosis. However, the diagnostic value of conducting and prescribing whole-exome or whole-genome sequencing is largely dependent on the clinical picture of the disease and the professional competence of the doctor. Hereditary neuromuscular diseases have similar initial symptoms, and molecular genetic diagnostics can pinpoint the cause and pathogenesis of the observed disorders in the patient. Conclusion. The molecular diagnostics algorithm is based on sequential analysis, starting with the search for the most common pathogenic variants using inexpensive and rapid methods, and progressing to the search for rare, previously undescribed pathogenic variants using whole-genome/whole-exome studies. The phasing allows science and medicine to uncover previously unknown causes of severe disease in patients with neuromuscular diseases, which often leading to disability or premature death. Earlier genetic diagnosis should provide more effective treatment of the disease and better genetic counseling for families and will also allow access to pathogenetic therapy for neuromuscular diseases.

Fetal growth restriction is a complication of pregnancy that is defined as the inability of the fetus to realize its genetically determined growth potential. Despite the high social and medical significance of this problem the exact pathogenesis of fetal growth restriction is not known. Therefore, the analysis of the molecular genetics mechanisms of this pathology within the framework of approaches using modern high-performance technologies of next generation sequencing is of undoubted interest. In this review we focused on the analysis of data obtained in studies of the genetics component of fetal growth restriction. The authors of these studies used next generation sequencing technologies and carried out whole transcriptome profiling. The results of the gene expression genome-wide analysis in placental tissue allow us to identify 1430 differentially expressed genes between fetal growth restriction and normal pregnancy, of which only 1% were found in at least two studies. These differentially expressed genes are involved in the Wnt/β-catenin signaling pathway, which plays an important role in cell migration, neural pattern formation and organogenesis during embryonic development. Common genes are associated with both obstetric and gynecological diseases, as well as with various somatic conditions from the groups of neurodegenerative, cardiovascular diseases and mental disorders, which probably reflects their involvement in the development of postnatal consequences of fetal growth restriction. The results of our work do not only point to potential molecular mechanisms and key genes underlying fetal growth restriction, but also indicate the important role of gene–gene communications in this pathology: about 30% of all identified differentially expressed genes products interact with each other within the same gene network. In general, genome-wide RNA sequencing combined with the analysis of protein–protein interactions represents a promising direction in research in the development and functioning of the placenta, as well as the identification of genetic mechanisms of placental insufficiency diseases, including fetal growth restriction.