Обнаружение экспансии при фронтотемпоральной деменции и боковом амиотрофическом склерозе (С9orf72)

Молекулярно-генетическое исследование, направленное на выявление мутации, связанной с развитием наследственных форм бокового амиотрофического склероза и фронтотемпоральной деменции, а также нейродегенеративной патологии, характеризующейся чертами обоих этих заболеваний.

Синонимы русские

БАС и лобно-височная деменция - экспансия в гене C9orf72.

Синонимы английские

C9orf72 Hexanucleotide Repeat Molecular Analysis, Hexanucleotide repeat expansion.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Общая информация об исследовании

Боковой амиотрофический склероз является одним из самых распространенных нейродегенеративных заболеваний. Он относится к группе болезней двигательных нейронов и характеризуется их избирательной гибелью, которая приводит к атрофии и прогрессирующему параличу поперечно-полосатых мышц. Заболевание довольно быстро приводит к инвалидизации больных. Начальные клинические признаки бокового амиотрофического склероза отличаются разнообразием: расстройства речи и глотания, нарушения движений в конечностях и акта дыхания, что часто затрудняет диагностику этого заболевания. Однако по мере прогрессирования нейродегенеративного процесса и поражения все большего числа нейронов происходит выравнивание симптоматики, а на терминальных стадиях паралич распространяется практически на всю поперечно-полосатую мускулатуру. Помимо проявлений, обусловленных поражением двигательных нейронов, у части больных боковым амиотрофическим склерозом развиваются когнитивные расстройства (снижение памяти, умственных способностей и других познавательных функций) и нарушения поведения. Данные проявления при БАС сходны с симптомами фронтотемпоральной деменции, развивающейся в результате дегенерации нейронов лобной и височной долей головного мозга. Фронтотемпоральная деменция чаще всего характеризуется расстройством личности и нарушениями речи, а у части пациентов к тому же выявляются двигательные расстройства, характерные для бокового амиотрофического склероза. Данные наблюдения свидетельствуют о том, что БАС и ФТД представляют собой перекрывающиеся спектры патологий.

Причины развития бокового амиотрофического склероза до сих пор не до конца ясны. Одним из факторов развития данного заболевания является наследственная предрасположенность: примерно у 10% впервые выявленных пациентов в семье имелись родственники, больные БАС. В последние годы были открыты несколько мутаций, являющихся наиболее частыми причинами семейного БАС, среди российской популяции одной из самых распространенных является мутация гена C9orf72. Она заключается в увеличении числа гексануклеотидных повторов GGGGCC (G4C2, где G – гуанин, С – цитозин – два из четырех видов нуклеотидов, из которых состоит цепь ДНК). Мутация такого типа – увеличение числа копий короткой последовательности нуклеотидов – называется экспансией. Данная нуклеотидная последовательность обычно представлена в виде 2-29 повторов, а у больных их число может достигать нескольких тысяч. Ген C9orf72 кодирует белок, участвующий в транспорте веществ через клеточную мембрану. Наличие множественных GGGGCC-повторов приводит к выключению гена и уменьшению образования этого белка. Вместе с тем с экспансированных нуклеотидных повторов считывается генетическая информация и синтезируются многочисленные молекулы матричной РНК, по коду которых образуются белки, обладающие токсическим воздействием на клетки и приводящие к их гибели.

Экспансия гексануклеотидной последовательности GGGGCC в гене C9orf72 обуславливает до половины семейных случаев бокового амиотрофического склероза и около трети семейных случаев фронтотемпоральной деменции. Возраст манифестации заболевания находится в диапазоне от 30 до 70 лет. Первичными проявлениями могут быть как симптомы БАС, так и симптомы фронтотемпоральной деменции. Продолжительность жизни пациентов обусловлена скоростью прогрессирования заболевания и главным образом развитием паралича дыхательной мускулатуры.

Связанные с мутацией гена C9orf72 БАС/ФТД характеризуются аутосомно-доминантным типом наследования. Это значит, что болезнь наследуется независимо от пола и для ее проявления необходимо получение мутантного гена хотя бы от одного из родителей. У пациента с мутацией риск унаследования ее детьми составляет 50%, при условии здорового второго родителя.

Согласно современным рекомендациям, диагноз связанного с мутацией в гене C9orf72 "БАС/ФТД" подтверждается путем обнаружения патологического числа GGGGCC-повторов при молекулярно-генетическом тестировании. Исследование проводится методом полимеразной цепной реакции, принцип которой основан на обнаружении в исследуемом материале гена C9orf72, его избирательном синтезе с образованием огромного числа копий, размер которых зависит от количества GGGGCC-повторов. Результаты реакции оцениваются с помощью специальной аппаратуры и программного обеспечения.

Для чего используется исследование?

• Для молекулярного подтверждения бокового амиотрофического склероза и/или фронтотемпоральной деменции, ассоциированных с известной генетической аномалией.

Когда назначается исследование?

• При наличии симптомов бокового амиотрофического склероза и/или фронтотемпоральной деменции.

• Пресимптоматическое тестирование для лиц, у кровных родственников которых документально подтверждено наличие G4C2-повторов в гене C9orf72.

• В рамках планирования беременности, при наличии кровных родственников (родителей, братьев и сестер), страдающих боковым амиотрофическим склерозом и/или фронтотемпоральной деменцией, и неизвестном мутационном статусе будущих родителей.

Что означают результаты?

Референсные значения

30 и менее G4C2-повторов – нормальные аллели.

31–59 G4C2-повторов – экспансия неопределенного значения: имеются данные о случаях развития БАС/ФТД с количеством G4C2-повторов в данном диапазоне, но вместе с тем были зарегистрированы здоровые лица пожилого возраста с наличием такого же количества повторов. Поэтому диагностическая значимость обнаружения 31–59 G4C2-повторов остается неясной.

60 и более G4C2-повторов – патогенные аллели.

Что может влиять на результат?

• Редкие, не документированные на данный момент полиморфизмы в областях связывания праймера могут приводить к ложноотрицательным результатам.

Важные замечания

Если данное исследование проводится в рамках планирования беременности, по его результатам необходима консультация генетика для их правильной интерпретации и определения возможных рисков.

Также рекомендуется

• Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоцитарная формула, СОЭ (с микроскопией мазка крови при выявлении патологических изменений)

• Витамин В12 (цианокобаламин)

• Тиреотропный гормон (ТТГ)

• Комплексный анализ на наличие тяжелых металлов и микроэлементов (23 показателя)

• Диагностика воспалительных полирадикулоневритов (антитела к ганглиозидам асиало-GM1, GM1, GM2, GD1a, GD1b, GQ1a, GQ1b, GT1a классов IgG/IgM)

• Гистологическое исследование биоптатов органов и тканей (за исключением печени, почек, предстательной железы, лимфатических узлов)

Кто назначает исследование?

Невролог, психиатр, генетик, терапевт, врач общей практики.

Литература

1. Неврология: национальное руководство. Под ред. Е. И. Гусева, А. Н. Коновалова, В. И. Скворцовой, А. Б. Гехт. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. С. 755-768.

2. Боковой амиотрофический склероз: клиническая гетерогенность и подходы к классификации. И. С. Бакулин, И. В. Закройщикова, Н. А. Супонева, М. Н. Захарова. Нервно-мышечные болезни. Том 7. №3, 2017. С. 10-20.

3. GeneReviews ® [Internet]. C9orf72-Related Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Dementia. M. Cruts, S. Engelborghs, J. van der Zee and C. Van Broeckhoven. Initial Posting: January 8, 2015. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK268647/.

4. GeneReviews ® [Internet]. Amyotrophic Lateral Sclerosis Overview. L. Kinsley and T. Siddique. Initial Posting: March 23, 2001; Last Revision: February 12, 2015. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1450/.