Определение длины теломер

Теломеры – это концевые участки хромосом, защищающие ДНК в процессе деления клетки. Они укорачиваются с каждым делением, пока не наступает момент неспособности клетки к делению. С возрастом длина теломер уменьшается, что является причиной клеточного старения. Измерение длины теломер позволяет оценить процесс клеточного старения и соответствие или несоответствие размера теломер биологическому возрасту.

Синонимы русские

Длина теломер, клеточное старение, укорочение хромосом.

Синонимы английские

Telomerelength, ageing.

Метод исследования

Диагностический фрагментный анализ, полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Единицы измерения

Килобаза на одной хромосоме.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозная кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.

Общая информация об исследовании

Теломеры – это концевые участки хромосом, защищающие ДНК в процессе деления клетки. Они укорачиваются с каждым делением, пока не наступает момент неспособности клетки к делению. С возрастом длина теломер уменьшается, что является причиной клеточного старения. Исследование длины теломер позволяет определить биологический возраст пациента.

Теломеры состоят из тандемных нуклеотидных повторов (TTAGGG), образующих комплекс с белками. Они выполняют несколько функций. Во-первых, препятствуют деградации и слиянию хромосом, поддерживая целостность генома клетки. Во-вторых, участвуют в прикреплении хромосом к компонентам ядерного матрикса, поддерживая структуру клеточного ядра. В-третьих, решают проблему неполной репликации концевых участков ДНК, которая возникает в S-фазе клеточного цикла.

После каждого деления клетки происходит укорочение хромосом, в среднем на 50-60 нуклеотидов. Но так как это укорочение происходит за счет потерь теломерных повторов, количества которых хватает на несколько десятков делений, не происходит потери важной генетической информации, поэтому теломеры являются критически важными в поддержании и жизнеспособности клетки. Было обнаружено, что клетки человека делятся ограниченное число раз и гибнут приблизительно после 50 делений. Именно теломеры "отмеряли", сколько раз могла делиться клетка. Когда после определенного числа делений теломеры исчезают совсем, клетка запускает программу апоптоза.

Помимо механизма укорочения теломер, в клетке есть и механизм восстановления их длины, который обеспечивается специальным ферментом теломеразой, постоянная активность которой обнаружена в стволовых недифференцированных клетках и во многих типах раковых клеток. В специализированных клетках теломераза неактивна, поэтому после ограниченного числа делений они подвергаются апоптозу.

Известно, что средняя длина теломер снижена при ряде наследственных заболеваний, таких как врожденный дискератоз, прогерия, атаксия-телеангиэктазия и некоторые другие. Эти наследственные синдромы являются редкими, связаны с патогенными вариантами компонентов теломеразы, белков shelterin-комплекса или системы репарации ДНК. Они манифестируют рано и поэтому рассматриваются как болезни, связанные с преждевременным старением клеток.

Отклонения длины теломер от нормальной наблюдаются при многих патологических состояниях: возрастных дегенеративных болезнях, сахарном диабете, сердечно-сосудистых заболеваниях. Большое количество исследований посвящено изучению роли теломер в канцерогенезе. Предполагается, что значительное укорочение длины теломер приводит к геномной нестабильности и образованию хромосомных поломок, которые нередко обнаруживаются при различных онкологических заболеваниях. Теломерам отводится также особое место в патогенезе иммуноопосредованных заболеваний.

Измерение длины теломер позволяет оценить процесс клеточного старения и определить соответствие или несоответствие размера теломер биологическому возрасту.

Для чего используется исследование?

Определение соответствия биологического возраста паспортному для планирования профилактики преждевременного старения организма.

Что означают результаты?

Референсные значения: размер теломер соответствует биологическому возрасту.

Менее 30 лет: 9,8–11.

30-35 лет: 9,4–9,8.

35-40 лет: 9–9,4.

40-45 лет: 8,7–9.

45-50 лет: 8,3–8,7.

50-55 лет: 8–8,3.

55-60 лет: 7,5–8.

60-70 лет: 7–7,5.

70-85 лет: 6,5–7.

Более 85 лет: 5–6,5.

Важные замечания

Для получения заключения по результату исследования необходимо проконсультироваться у клинического генетика.

Кто назначает исследование?

Генетик.

Литература

• Aguado J, d'Adda di Fagagna F, Wolvetang E. Telomere transcription in ageing. Ageing Res Rev. 2020 Sep;62:101115. doi: 10.1016/j.arr.2020.101115.
• Turner KJ, Vasu V, Griffin DK. Telomere Biology and Human Phenotype. Cells. 2019 Jan 19;8(1):73. doi: 10.3390/cells8010073.
• Tsatsakis A, Oikonomopoulou T, Nikolouzakis TK et al. Role of telomere length in human carcinogenesis (Review). Int J Oncol. 2023 Jul;63(1):78. doi: 10.3892/ijo.2023.5526.
• Lansdorp PM. Telomeres, aging, and cancer: the big picture. Blood. 2022 Feb 10;139(6):813-821. doi: 10.1182/blood.2021014299.
• Yongqiang Luo, et al. Massively parallel single-molecule telomere length measurement with digital real-time PCR. Science Advances, 2020, Vol. 6, no. 34, eabb7944; DOI: 10.1126/sciadv.abb7944.
• Гальцева И. В., Филипенко М. Л., Давыдова Ю. О. и др. Сопоставление методов полимеразной цепной реакции и проточной цитометрии для измерения длины теломер лейкоцитов человека. // Клиническая лабораторная диагностика. 2021. № 3.