Секвенирование гена SMN1 проводится для выявления точечных патогенных вариантов при наличии клинической симптоматики, характерной для 5q-спинальной мышечной атрофии, и выявленной при проведении количественного анализа гетерозиготной делеции гена SMN1. В таком случае оставшийся ген SMN1 следует секвенировать для выявления компаунд-гетерозиготного состояния.
Синонимы русские
Спинальная мышечная атрофия, проксимальная спинальная мышечная атрофия 5q, болезнь Верднига – Гоффмана, болезнь Дубовица, болезнь Кугельберга – Веландер, 5q-СМА, СМА, SMN-ген (ген выживаемости моторных нейронов).
Синонимы английские
Spinal Muscular Atrophy, gene SMN (survival motor neuron gene).
Название гена
SMN1.
Метод исследования
Диагностическое секвенирование, полимеразная цепная реакция (ПЦР).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Венозная кровь.
Как правильно подготовиться к исследованию?
Специальной подготовки не требуется.
Общая информация об исследовании
Проксимальная спинальная мышечная атрофия (СМА) представляет собой аутосомно-рецессивное нервно-мышечное заболевание, характеризующееся прогрессирующими симптомами периферического паралича и мышечной атрофии из-за дегенерации нижних моторных нейронов. К развитию 5q-СМА приводит наличие патогенных вариантов в гене SMN1, который кодирует одноименный белок. Наиболее частой причиной данного заболевания является делеция 7-8-х экзонов SMN1 в гомозиготном состоянии, при которой отсутствуют обе копии гена, а также конверсия гена SMN1 в его неактивную копию SMN2, которая происходит из-завысокой идентичности данных генов. Однако 5-10 % случаев приходится на гетерозиготные компаундные патогенные варианты, при которых есть делеция гена SMN1 на одной аллели и патогенные варианты на другой. У пациентов с делецией в компаунд-гетерозиготном состоянии описаны как точечные патогенные варианты на второй аллели, создающие новые донорные сайты сплайсинга и приводящие к образованию стоп-кодона, так и дупликации, приводящие к сдвигу рамки считывания, а также делеции, инсерции и миссенс-мутации. Самой редкой причиной 5q-СМА являются два точечных компаундных гетерозиготных патогенных варианта.
Точечные патогенные варианты могут быть обнаружены в любом из девяти экзонов гена SMN1, однако наиболее подвержены появлению патогенных вариантов экзоны 3 и 6. Патогенные варианты в данных экзонах, как правило, ассоциированы с наиболее тяжелыми фенотипами 5q-СМА. Экзон 3 кодирует Tudor-домен белка, который вместе с SMN участвует в сборке сплайсосомальных малых ядерных рибонуклеопротеидов, участвующих в сплайсинге пре-мРНК. Вероятно, это доказывает его важную роль в функционировании белка выживаемости мотонейронов и объясняет тяжесть течения заболевания при наличии патогенных вариантов в 3-м экзоне.
В результате появления точечных патогенных вариантов в единственной копии SMN1 у компаунд-гетерозигот происходит деградация транскриптов данного гена, что приводит к дефициту белка SMN. В норме белок выживаемости моторных нейронов также участвует в аксональном транспорте белков в альфа-мотонейронах спинного мозга, что может объяснить избирательную чувствительность нижних двигательных нейронов к его дефициту. Дефицит SMN приводит к дегенерации альфа-мотонейронов спинного мозга и ствола, что обусловливает характерные проявления 5q-СМА: проксимальную, как правило, симметричную мышечную слабость и атрофию, бульбарные нарушения, гипотонию, снижение сухожильных рефлексов, фасцикуляции.
Для чего используется исследование?
Что означают результаты?
Референсные значения: не обнаружено точечных аберраций в гене SMN.
Секвенирование гена SMN1 проводится для выявления точечных патогенных вариантов при клинической симптоматике, характерной для 5q-СМА и выявленной при количественном анализе гетерозиготной делеции гена SMN1. В таком случае оставшийся ген SMN1 следует секвенировать для выявления компаунд-гетерозиготного состояния.
Патогенный вариант во второй копии гена SMN1 при делеции в гетерозиготном состоянии подтверждает диагноз "5q-СМА".
Если секвенирование указывает на наличие интактного гена SMN1 при фенотипе, характерном для CMA, включая результаты электромиографии (ЭМГ), должны быть рассмотрены другие нозологии с поражением мотонейронов.
Важные замечания
Исследование рекомендуется проводить только при наличии 1 копии гена SMN1.
Кто назначает исследование?
Невролог, генетик.
Литература
1) Диль А. В., Назаров В. Д., Сидоренко Д. В., Лапин С. В., Эмануэль В. Л. Исследование особенностей генетических изменений гена SMN1 при спинальной мышечной атрофии 5q. Нервно-мышечные болезни. 2022;12(3):36-44.
2) Назаров В. Д., Черебилло К. К., Лапин С. В., Сидоренко Д. В., Девяткина Е. А., Мусонова А. К. и др. Детекция различных форм потери гена SMN1 с помощью набора для ПЦР-РВ. Вестник РГМУ. 2023; (3): 23–30.
3) Wirth B., Karakaya M., Kye M. J. et al. Twenty-five years of spinal muscular atrophy research: from phenotype to genotype to therapy, and what comes next. Ann Rev Genom Hum Genet 2020;21(1). https://doi.org/10.1146/annurev-genom-102319-103602.
4) Butchbach M.E.R. Genomic variability in the survival motor neuron genes (SMN1 and SMN2): Implications for spinal muscular atrophy phenotype and therapeutics development. Int J Mol Sci 2021;22(15):7896-917. https://doi.org/10.3390/ijms22157896.