Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и создание метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза и оценка его эффективности в репликативных межпопуляционных исследованиях

Докладчик: Собенин Игорь Александрович

Должность: ведущий научный сотрудник лаборатории медицинской генетики, ФГБУ "РКНПК" Минздравсоцразвития России, ведущий научный сотрудник, ведущий научный сотрудник

Цель проекта:
1) Разработка метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза на основе измерения суммарной мутационной нагрузки митохондриального генома на основе определения степени гетероплазмии по мутациям митохондриальной ДНК – генетическим маркерам атеросклероза. 2) Разработка лабораторного образца диагностического набора для определения степени гетероплазмии по мутациям митохондриальной ДНК в составе метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза. 3) Проведение репликативных межпопуляционных исследований для оценки эффективности метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза.

Основные планируемые результаты проекта:
Ключевой задачей проекта является разработка и создание метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза, а основной научно-технической задачей - разработка диагностического набора для определения степени гетероплазмии по мутациям митохондриальной ДНК с целью использования в составе диагностического метода. Такой диагностический набор будет использован в диагностике генетической предрасположенности к атеросклерозу путем измерения суммарной мутационной нагрузки митохондриального генома. В основе диагностики будет лежать определение степени гетероплазмии по ряду мутаций митохондриальной ДНК – генетическим маркерам атеросклероза. К настоящему времени установлено, что несколько мутаций митохондриального генома сопряжены с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний, но наиболее эффективные маркеры до сих пор не идентифицированы; соответственно, методов эффективной диагностики до сих пор не существует. В рамках проекта планируется проведение исследований, направленных на идентификацию генетических маркеров, имеющих диагностическую ценность в определении индивидуальной предрасположенности к атеросклерозу, а также на разработку диагностических средств с целью совершенствования алгоритмов для диагностики и оценки наследственной предрасположенности. В результате выполнения проекта российским партнером на ограниченной выборке будут идентифицированы точечные мутации митохондриального генома клеток крови человека – генетических маркеров предрасположенности к атеросклерозу - с использованием технологии полногеномного секвенирования следующего поколения (Next Generation Sequencing, NGS), а также создан лабораторный образец диагностического набора на основе анализа гетероплазмии митохондриальной ДНК с помощью ПЦР-РВ в качестве научно-технического задела для дальнейших разработок. Поскольку вариабельность митохондриального генома может зависеть от этнических характеристик населения, для верификации эффективности генодиагностики атеросклероза требуется проведение репликативных исследований. В рамках проекта такие исследования будут выполнены на пяти независимых выборках, сформированных случайным образом в Москве, и иностранными партнерами – в Алматы, Ташкенте, Полтаве, Минске. Апробация метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза, проведенная на этнически разнородных популяциях, подвергающихся гетерогенному воздействию социально-экономических и средовых факторов, позволит оптимизировать диагностический алгоритм и выявить наиболее существенные независимые генетические маркеры атеросклероза.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Областями применения полученных результатов или созданной на их основе инновационной продукции являются медицина, здравоохранение, профилактические программы. Результаты ПНИ могут быть использованы научно-исследовательскими учреждениями в сотрудничестве с производственными компаниями для проведения ОКР/ОТР, направленных на создание методик и аппаратно-программных комплексов для диагностики, профилактики и лечения сердечно- сосудистых заболеваний, разработки геномных и постгеномных лекарственных средств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний в сотрудничестве с производственными компаниями, создания технологий лечения атеросклеротических заболеваний. Диагностика индивидуальной предрасположенности к атеросклерозу и к его ключевым клиническим проявлениям - ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда путем измерения суммарной мутационной нагрузки митохондриального генома на основе определения степени гетероплазмии по мутациям митохондриальной ДНК – генетическим маркерам атеросклероза будет способствовать более качественному определению индивидуального риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений и последующей разработке стратегии профилактики.

Текущие результаты проекта:
Проводится анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме. Проводятся патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. Разрабатывается обоснование разработки и создания метода персонифицированной генодиагностики атеросклероза. Проводятся теоретические исследования процессов измерения величин в биологических пробах и отдельных факторов, влияющих на качество результатов диагностики и сравнительная оценка методов количественного анализа полиморфных сайтов. Проводится сравнительная оценка вариантов решений проблемы и выбор методов, средств, направлений исследований и способов решения поставленных задач. К настоящему времени проанализировано 109 публикаций отечественных и зарубежных исследователей, цитированных в библиографических базах PubMed, Web of Science, Scopus, Web of Knowledge, в том числе, 49 публикаций за период 2009-2014 гг. По данным литературы установлена ассоциация с ишемической болезнью сердца 17 мутаций митохондриального генома, принадлежащих 6 генам транспортных РНК, гену субъединицы 12S рибосомальной РНК, генам второй и пятой субъединиц NADH дегидрогеназы. Опубликованы данные о мутациях мтДНК, непосредственно ассоциированных с атеросклеротическими поражениями интимы аорты человека, включающих точечные замены Т3336С, G12315A, G14459A, C3256T, G14846A, G15059A, A1555G, C5178A и G13513A. Данные мутации существенно изменяют экспрессию митохондриальных генов MT-RNR1 (кодирует субъединицу 12S рибосомальной РНК), MT-TL1 и MT-TL2 (кодируют т-РНК лейцина), генов MT-ND1, MT-ND2, MT-ND5 и MT-ND6 (кодируют субъединицы 1, 2, 5 и 6 НАДФ-дегидрогеназы, соответственно), и гена MT-CYB (кодирует цитохром b). В результате выполненного анализа информационных источников установлено, что использование полиморфизмов (точечных мутаций) митохондриального генома в качестве генетических маркеров атеросклероза и предрасположенности к развитию атеросклероза и ишемической болезни сердца является оправданным диагностическим подходом. Также установлено, что в качестве ключевого фенотипического маркера для распознавания лиц с высокой предрасположенностью к атеросклерозу следует использовать инструментальный показатель – толщину интимо-медиального слоя сонных артерий. Этот показатель относится к суррогатным маркерам для прижизненной количественной оценки атеросклеротической нагрузки и получил широкое распространение в последние годы.
Разработано задание на проведение патентных исследований, целью которых является обоснование предложений о целесообразности разработки новых объектов интеллектуальной собственности, обеспечивающих достижение технических показателей, предусмотренных в техническом задании, выявление технических решений, созданных в процессе выполнения проекта, с целью отнесения их к охраноспособным объектам интеллектуальной собственности. Разработан регламент поиска, предметом которого являются методы диагностики атеросклероза, основанные на оценке митохондриальных мутаций и методы диагностики предрасположенности к атеросклерозу с использованием генотипических маркеров.