Аневризма аорты (АА) и атеросклероз (АС) характеризуются неоднозначностью коморбидных отношений между собой. В настоящем обзоре рассматриваются молекулярные механизмы формирования данных патологий, обусловленные гетерогенностью, пластичностью, межклеточными взаимодействиями, эмбриональным происхождением и региональной специфичностью клеток артерий, выявляемыми с помощью подхода транскриптомики отдельных клеток у человека и на модельных животных. В результате подчеркивается важность взаимодействия генетических и средовых факторов, определяющих функциональное состояние сосудов и развитие патологии через динамическое изменение клеточного состава артерий в рамках онтогенетически регулируемого пространственно-временного континуума, что создает условия формирования коморбидности между заболеваниями. Понимание ключевых молекулярных механизмов, лежащих в основе коморбидности АА и АС, важно для разработки новых терапевтических стратегий данных патологических состояний.

Numerous histological studies have demonstrated that impaired placentation processes are involved in the key pathogenetic mechanisms of great obstetrical syndromes (GOSs). However, the molecular basis of this discovery is still unclear. Therefore, the objectives of this work were to characterize the molecular mechanisms and to search for new genetic markers of pregnancy complications via an integrative analysis of the data obtained by genome-wide expression profiling of placental tissue in preeclampsia, intrauterine growth restriction (IUGR), premature labor (PL), and physiological pregnancy (PP). Oxidative stress, ferroptosis, and disordered intercellular interactions in placenta were assumed to be common pathogenetic mechanisms of GOSs. A total of 64 genes were found to be significantly dysregulated in at least two pregnancy complications. Maternal endothelial cells and syncytiotrophoblast cells were the most significant cell populations enriched in these genes. A computational analysis and the topology of the protein–protein interaction network identified SOD1, ACTG1, TXNRD1, TKT, GCLM, GOT1, ACO1, and UBB as hub genes. A set of key regulators that trigger the reaction cascades involving the differentially expressed genes was found to include MAPK3, MID1, LCMT1, DUSP10, TOPS, SOX10, EGFR, TFAP2A, GLIS1, NR2F1, NR2F2, PAX5, HSF1, and BCL6. The genes were overrepresented in the MAP kinase and interferon-γ response signaling pathways. The above genes and their products were assumed to provide the most promising biomarkers for developing new approaches to risk factor assessment and targeted therapy in GOSs. Further studies should be aimed at clarifying their functional and diagnostic significance in pregnancy complications.

Objective. To evaluate the clinical features and the level of the inflammatory markers CCL5, slCAM-1, sVCAM-1, NCAM, PAI-1, and MPO in the groups of patients with Parkinson's disease (PD) at various stages according to Hoehn and Yahr. Material and methods. The study included 533 patients with PD. All patients underwent a clinical neurological examination to determine the stage of PD, the severity of motor disorders according to the MDS-UPDRS scale (Unified Parkinson's Disease Rating Scale of the Movement Disorder Society), and testing using validated questionnaires: Montreal Cognitive Assessment, Hospital Anxiety and Depression Rating Scale, Beck Depression Inventory-II, Fatigue Severity Scale, Scale for assessing autonomic disorders in PD patients. Behavioral disorders were evaluated using QUIP-RS. 144 PD patients had their serum concentration of several inflammatory markers measured (CCL5, slCAM-1, sVCAM-1, NCAM, PAI-1, and MPO) on the MAGPIX multiplex analyzer (Luminex, USA) using xMAP Technology. Genotyping of polymorphic variants of CCL5 (rs2107538) and PAI-1 (rs2227631) genes was performed using real-time PCR.

Results. The serum levels of slCAM-1, sVCAM-1, CCL5, and NCAM varied in PD patients depending on the Hoehn and Yahr stage and disease duration. Correlations of serum marker levels were found both among themselves and with motor and non-motor disorders, which indicate a systemic inflammatory profile when increased peripheral production of CCL5, slCAM-1, sVCAM-1, NCAM, PAI-1, and MPO may play a role in the neurodegenerative process.

Conclusion. The serum level of inflammatory markers, such as CCL5, slCAM-1, sVCAM-1, NCAM, PAI-1, and MPO, in PD patients varies depending on the stage of the progressive neurodegenerative process, indicating the importance of systemic inflammation during PD.

DYNC1H1 encodes the heavy chain of dynein 1, a protein that plays a critical role in intracellular transport and is also involved in neurogenesis, bipolar spindle apparatus formation, and interaction with certain regulatory proteins. Many variants of the gene are described in various neuromuscular, psychoneurological, congenital abnormalities, and malignancies. In this clinical case, the correlation of clinical manifestations with molecular genetic changes of the DYNC1H1 gene was evaluated. A variant was identified and presented de novo in the linker domain of the protein in a patient with abnormalities of brain development (pachygyria of the temporal and frontal lobes, polymicrogyria of the occipital lobes, cerebellar agenesis), polydactylitis, mental development disorder, and involvement of the neuromuscular system, as well as congenital cataracts. In this case, a new feature is described - polydactyly - not previously described in the variant c.4868G>A (p.Arg1623Gln), which expands the range of clinical manifestations and can contribute to the understanding of the mechanisms of phenotypic heterogeneity, as well as the development of optimal diagnostic algorithms.

Precocious puberty (PP, E30.1, Е22.8, Е30.9 according to ICD 10, MIM 176400, 615346) in children is a disorder in which secondary sexual characteristics appear earlier than the age norm. The timing of puberty is regulated by a complex interaction of genetic and epigenetic factors, as well as environmental and nutritional factors. This study aimed to search for pathogenic, likely pathogenic variants or variants of uncertain significance (VUS) in the KISS1, GPR54, DLK1, and MKRN3 genes in patients with the clinical picture of PP and normal karyotype by massive parallel sequencing. All identified genetic variants were confirmed by Sanger sequencing. The pathogenicity of identified genetic variants and the functional significance of the protein synthesized by them were analyzed according to recommendations for interpretation of NGS analysis results using online algorithms for pathogenicity prediction (Variant Effect Predictor, Franklin, Varsome, and PolyPhen2). Clinically significant genetic variants were detected in the heterozygous state in the KISS1R, DLK1, and MKRN3 genes in 5 of 52 probands (9.6 %) with PP, including 3 of 33 (9.1 %) in the group with central PP and 2 of 19 (10.5 %) in the group with gonadotropin-independent PP. Two children with gonadotropin-independent PP had VUS in the KISS1R gene (c.191T>C, p.Ile64Thr and c.233A>G, p.Asn78Ser), one of which was inherited from the father and the second, from the mother. The remaining patients with central PP had likely pathogenic genetic variants: DLK1:c.373delC(p.Gln125fs) de novo and DLK1:c.480delT(p.Gly161Alafs*49) of paternal origin. The third proband had a VUS variant in the MKRN3 gene (c.1487A>G, p.His496Arg), inherited from the father. All identified genetic variants were described for the first time in PP. Thus, in the present study, genetic variants in the KISS1R, DLK1, and MKRN3 genes in girls with PP were characterized

Цель. Оценить взаимосвязь дыхательной активности митохондрий лейкоцитов периферической крови с полиморфизмом митохондриальной ДНК (мтДНК) у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) в зависимости от наличия риска развития внезапной сердечной смерти (ВСС). Материалы и методы. Были сформированы две группы пациентов: основная группа – пациенты с ИБС и высоким риском ВСС (n = 107), группа сравнения – пациенты со стабильным течением ИБС без риска ВСС (n = 50). Пациентам определяли гаплогруппу, носительство полиморфизмов A2706G, G3010A и G9055A мтДНК методами высокопроизводительного секвенирования. Оценивали дыхательную активность изолированных митохондрий из лейкоцитов периферической крови амперометрическим методом при использовании NAD- и FAD-зависимых субстратов окисления. Результаты. В обеих исследованных группах гаплогруппы H, U, J являлись превалирующими (74,5 и 92,5% для основной группы и группы сравнения соответственно). В основной группе минорных гаплогрупп было больше, чем в группе сравнения. Частоты встречаемости полиморфизмов A2706G, G3010A, G9055A не имели значимых межгрупповых различий. В основной группе носительство замены A2706G ассоциируется со снижением коэффициента дыхательного контроля (ДК) при FAD-зависимом дыхании (р = 0,05), а в группе сравнения – со снижением скорости потребления кислорода (СПК) в метаболическом состоянии V4 при NAD- и FAD-зависимом типах дыхания (p = 0,002 и р = 0,008 соответственно) без изменения ДК. Носительство замены G9055A в основной группе ассоциировано со снижением СПК в метаболическом состоянии V3 (p = 0,037) при FAD-зависимом дыхании. Для полиморфизма G3010A мтДНК не выявлено связи с респираторной активностью митохондрий в исследованных группах. Заключение. У пациентов с ИБС вне зависимости от риска развития ВСС частоты гаплогрупп H, U, J и полиморфизмов A2706G, G3010A, G9055A мтДНК не имеют значимых различий. У пациентов высокого риска ВСС носительство полиморфизма A2706G связано с падением ДК при FAD-зависимом дыхании, а полиморфизма G9055A – со снижением СПК в V3 при FAD-зависимом дыхании.

Обоснование. Задержка роста плода остаётся одной из значимых патологий беременности, ассоциированной с высокой перинатальной и постнатальной заболеваемостью. Несмотря на прогресс в изучении молекулярных механизмов развития патологии, роль альтернативного сплайсинга ключевых плацентарных генов, в частности FLT1, кодирующего рецептор фактора роста эндотелия сосудов-1 (VEGFR-1), изучена недостаточно. Это ограничивает понимание связи между ангиогенезом и нарушениями развития плаценты при задержке роста плода. Цель исследования. Оценить роль альтернативного сплайсинга гена FLT1, экспрессируемого в децидуальных клетках плаценты, в молекулярных механизмах задержки роста плода. Методы. В исследование включены биоптаты материнской части плаценты пациенток с физиологической беременностью (n = 8) и задержкой роста плода (n = 13). Проведено секвенирование РНК на платформе Illumina NextSeq 2000. Анализ альтернативного сплайсинга выполнен с использованием пакета MAJIQ. Результаты. Впервые проведён анализ альтернативного сплайсинга гена FLT1 в децидуальных клетках плаценты при задержке роста плода. Общими для физиологической беременности и задержки роста плода являются четыре события альтернативного сплайсинга, включающие пропуск экзона, удержание интрона и два события, образующих комплекс. Кроме того, только при задержке роста плода выявлены одно комплексное событие и три события удержания интрона, отсутствующие при физиологической беременности. Суммарно, эти изменения отражают активацию механизмов, приводящих к формированию укороченных изоформ рецептора VEGFR-1, которые действуют как антиангиогенные «ловушки» и впоследствии приводят к снижению маточно-плацентарного кровотока и развитию задержки роста плода. Заключение. Альтернативный сплайсинг гена FLT1 играет важную роль в патогенезе задержки роста плода. Избыточное удержание интронов и пропуск экзонов ведут к повышенной экспрессии укороченных антиангиогенных белков, нарушая баланс ангиогенеза и способствуя плацентарной дисфункции.

Обоснование. Задержка роста плода (ЗРП) остается одной из ведущих причин перинатальной заболеваемости, а также серьезным фактором риска неблагоприятных исходов для здоровья ребенка в долгосрочной перспективе, включая повышенную вероятность неврологических, метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний. Несмотря на высокий интерес к этой проблеме, молекулярные механизмы, лежащие в основе ЗРП, изучены недостаточно. Особенно мало данных о роли посттранскрипционной регуляции, в частности альтернативного сплайсинга (АС), в развитии этого заболевания, хотя именно этот процесс детерминирует разнообразие изоформ РНК и широту диапазона функциональных свойств клеток, определяя способности адаптироваться к патологическим воздействиям и степень подверженности к заболеваниям, включая акушерские патологии. Цель исследования: характеристика профилей АС децидуальных клеток (ДК) плаценты, определяющих тяжесть течения ЗРП. Материал и методы. Исследование выполнено на образцах плацентарной ткани пациенток с умеренной и выраженной формами ЗРП. Осуществлен полнотранскриптомный анализ ДК плаценты, которые были получены с использованием технологии лазерной микродиссекции препаратов тонких окрашенных срезов. Полнотранскриптомное секвенирование рибонуклеиновой кислоты (РНК) выполнено с использованием SMARTer Stranded Total RNA-Seq kit v2 («Takara BIO»). Анализ событий АС проведен с помощью пакета «MAJIQ» в операционной системе Linux. Для оценки вероятности дифференциальных событий применялись стандартные параметры MAJIQ, включая порог значимости p < 0,05 и минимальное изменение индекса сплайсинга |ΔPSI| > 0,20 между группами, что соответствует рекомендациям разработчиков алгоритма для выявления биологически значимых событий. Результаты. В изученных выборках было обнаружено 13 688 событий АС в 4 002 генах, экспрессирующихся в ДК. Более 52% событий являются идентичными для обеих групп. Как среди аннотированных, так и de novo событий при выраженной форме ЗРП выявлено статистически значимое снижение частоты альтернативного первого экзона (χ2 = 8,48; p = 0,004; χ2 = 6,15; p = 0,014 соответственно). Альтернативно сплайсированные гены, специфичные для выраженной ЗРП, вовлечены в следующие биологические процессы: каталитическая активность, действующая на нуклеиновые кислоты (pFDR = 0,020); регуляция активности ГТФаз (pFDR = 0,021); регуляция активности нуклеозидтрифосфатазы (pFDR = 0,021) и активность пептидной N-ацетилтрансферазы (pFDR = 0,028). При сравнении групп с умеренной и выраженной ЗРП идентифицированы 84 дифференциально сплайсированных гена (0,200 < deltaPSI < 0,648; p < 0,05), статистически значимо ассоциированных с такими биологическими и сигнальными путями, как различные виды репарации ДНК, сигнальный путь лиганд-управляемых ионных каналов, везикулярный транспорт к плазматической мембране, регуляция метаболизма мРНК, организация пероксисом, организация лизосом, морфогенез, сигнальный путь SMAD, метаболизм серы и АТФ-зависимое ремоделирование хроматина. Заключение. Полученные данные указывают на существование определенного набора молекулярных изменений на уровне АС, характерных для ЗРП независимо от степени ее тяжести. Паттерны АС, специфичные для выраженной ЗРП, ассоциированы с нарушением базовых регуляторных систем клетки. Результаты функциональной аннотации дифференциально сплайсированных генов свидетельствуют о влиянии АС на посттранскрипционный контроль, клеточную архитектуру и межклеточные сигнальные взаимодействия при выраженной ЗРП.

Введение. Аномалии дуги аорты, в большей степени «бычья дуга» аорты, могут обусловливать развитие аневризмы восходящей аорты. Наблюдается высокий коэффициент наследуемости данной патологии, однако молекулярно-генетические исследования единичны. Поскольку «бычья дуга» является одним из вариантов развития дуги аорты и магистральных сосудов в процессе эмбриогенеза, возможно, что данная аномалия связана с генами, кодирующими белки, вовлеченные в эмбриональное развитие сердечно-сосудистой системы. Цель: поиск редких клинически значимых вариантов генов эмбрионального развития сердечно-сосудистой системы у больных со спорадической аневризмой восходящей аорты с дугой аорты нормального строения и в сочетании с «бычьей дугой». Материал и методы. В исследование включены 42 пациента со спорадической формой аневризмы восходящей аорты, в том числе 11 человек с «бычьей дугой» аорты. Анализ клинического экзома выполнялся на основании данных секвенирования ДНК-библиотек Clinical Exome Solution (Sophia Genetics, Швейцария) на приборе NextSeq 500 (Illumina, США). Поиск редких клинически значимых вариантов (частота минорного аллеля < 1%) проводился в экзонах и прилегающих к ним интронах 120 генов эмбрионального развития сердечно-сосудистой системы. Валидация выявленных вариантов выполнялась секвенированием по Сэнгеру. Результаты. У больных с аневризмой аорты и «бычьей дугой» выявлены следующие клинически значимые варианты: патогенный вариант c.610-2A>G гена CCDC39, который представляет собой однонуклеотидную замену, приводящую к потере акцепторного сайта сплайсинга (ΔScore = 0,97 Spliceailookup), и вариант с неопределенным клиническим значением (VUS – variant of uncertain clinical significance) c.2564T>C в гене ANKS6, имеющий высокие показатели патогенности по шкалам CADD (Phred = 28,3) и AlphaMissense (0,972). В группе больных с аневризмой аорты с нормальной анатомией супрааортальных сосудов выявлен вероятно патогенный вариант с.1151T>C гена ACVR2B (AlphaMissense = 0,966). Среди 38 генов, в последовательности которых обнаружены VUS в обеих группах больных, белковые продукты 17 (44,7%) вовлечены в функционирование ресничек и микротрубочек, а белки, кодируемые генами MKS1, CCDC40, DNAAF1, ANKS6, CCDC39, DNAH5, DNAAF3, отвечают и за развитие сердечно-сосудистой системы. Заключение. В развитие спорадической формы аневризмы восходящей аорты в сочетании с «бычьей дугой» вносят вклад редкие клинически значимые варианты генов CCDC39 и ANKS6, ответственные за функционирование первичных ресничек. При наличии дуги нормального строения важную роль играют варианты гена ACVR2B, принадлежащего к суперсемейству сигнальных белков TGF-бета.

Персонализированный подход является приоритетным в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Успех персонализированной терапии зависит от наличия точных диагностических тестов, направленных на определение молекулярных особенностей опухоли и оптимизацию стратегии лечения. Мультигенные NGS-панели позволяют единовременно выявлять широкий спектр генетических нарушений, включая однонуклеотидные замены, инсерции и делеции, нарушения числа копий ДНК, транслокации, микросателлитную нестабильность и мутационную нагрузку опухоли, что имеет принципиальное значение для выбора таргетной и иммунотерапии, оценки прогноза течения и мониторинга онкологического заболевания. В настоящем обзоре представлен комплексный взгляд на развитие прецизионной онкологии в XXI веке, рассмотрены возможности и преимущества NGS-диагностики в молекулярной онкологии, технические основы и аналитические характеристики различных типов мультигенных NGS-панелей, основанных как на амплификационном, так и на гибридизационном методе обогащения, и особенности их клинического применения в молекулярной диагностике. Особое внимание уделено текущему состоянию технологических решений для NGS-диагностики в России и за рубежом, подробно освещены доступные отечественные и зарубежные мультигенные NGS-панели, в том числе обозначены проблемы внедрения NGS-панелей в рутинную практику онкологических учреждений Российской Федерации.

Структура заболеваний неоднородна, характеризуется различными вариантами сочетаний болезней, включая сопутствующие патологии, а также болезни, редко проявляющиеся совместно на фенотипическом уровне. В работе изучены аспекты наследственной компоненты подверженности сочетанию бронхиальной астмы (БА) с атопическим дерматитом (АД), аллергическим ринитом (АР), гипертонической болезнью (ГБ). Оценены ассоциации полиморфных вариантов кандидатных генов с развитием туберкулеза (ТБ), как заболевания, редко проявляющего совместно у пациентов с аллергической БА. В результате исследования установлены особенности патогенетики сочетания (синтропии) БА с АД, АР и ГБ, а также несочетания (дистропии) БА с ТБ.

Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) является частым наследственным заболеванием. Клинический полиморфизм возраста начала и характера течения заболевания даже у носителей одного и того же патогенного варианта предполагает влияние дополнительных факторов, в том числе генетических, на фенотип ГКМП. В данной работе проведен поиск связи полиморфизма генов TPM1 и TNNT2 с изменчивостью эхокардиографических параметров у пациентов с ГКМП. Выявлена ассоциация величины фракции выброса левого желудочка с генотипами по двум вариантам (rs1071646 и rs111470259), находящимся в некодирующих регионах гена TPM1, которые могут иметь значение для регуляции экспрессии гена. Также выявлена ассоциация rs1071646 с толщиной межжелудочковой перегородки, массой миокарда и индексом массы миокарда. Полученные результаты позволяют предположить, что кроме патогенных вариантов в генах саркомерных белков, которые необходимы для развития заболевания, отдельные полиморфизмы могут оказывать модифицирующий эффект на формирование фенотипа ГКМП.

Патогенные варианты в гене SMN1 приводят к аутосомно-рецессивной спинальной мышечной атрофии (СМА), включенной в перечень расширенного неонатального скрининга. Диагностика СМА проводится, главным образом, методом ПЦР в режиме реального времени, обладающим рядом ограничений. Цель исследования заключалась в разработке подхода, повышающего точность диагностики патологии за счет применения цифровой ПЦР. В результате разработана методика, позволяющая оценивать делецию экзона 7 гена SMN1 с одновременным подсчетом дозы генов SMN1, SMN2 и RPP30, в качестве референса, используя всего 2 флюоресцентных канала. Материалом послужили обезличенные образцы ДНК новорожденных, полученные из сухих пятен крови по стандартным протоколам, используемым для проведения расширенного неонатального скрининга. В результате исследования разработаны специфичные праймеры, дизайн постановки цифровой ПЦР и методика анализа результатов, в том числе сравнительный анализ с общепризнанным «золотым стандартом» MLPA. Установлено, что предложенная методика, позволяет оценить делецию экзона 7 гена SMN1, а также дозу генов SMN1 и SMN2 с высокой точностью в одной реакции цифровой ПЦР. Данная разработка потенциально может быть использована для диагностики СМА при возникновении спорных случаев в ходе неонатального скрининга

Противоречивость суждений о феномене коморбидности аневризмы восходящей аорты и атеросклероза указывает на актуальность поиска общих и специфичных молекулярно-генетических факторов, определяющих природу взаимоотношений между данными патологиями. Особый интерес представляет изучение эпигенетических модификаций, в частности, метилирования ДНК у пациентов при сочетанном течении аневризмы восходящей аорты и атеросклероза. В работе был выполнен поиск дифференциально метилированных генов, вовлеченных в развитие изолированной и коморбидной с атеросклерозом патологии аорты в крови, коже и тканях аорты пациентов с несиндромальными формами аневризмы восходящей аорты. Установлены различия уровня метилирования гена некодирующей РНК (нкРНК) NR2F1-AS1 при изолированных и сочетанных формах аневризмы и атеросклероза восходящей аорты: гипометилирование в дилатированной области и атеросклеротической бляшке аорты у пациентов с аневризмой, гиперметилирование в области атеросклеротической бляшки при атеросклерозе аорты без аневризмы. Полученные в данной работе результаты свидетельствуют о разнонаправленном изменении уровня метилирования в области гена нкРНК NR2F1-AS1 при аневризме и атеросклерозе восходящей аорты, что подтверждает важность нкРНК при формировании данных патологий.