Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения на основе генодиагностики в репрезентативных выборках из популяций России, Китая, Индии и Бразилии

Номер контракта: 14.613.21.0051

Руководитель: Собенин Игорь Александрович

Должность: Ведущий научный сотрудник

Организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
инсульт, хроническая недостаточность мозгового кровообращения, атеросклероз, митохондриальный геном, мутации, предрасположенность, диагностика, полимеразная цепная реакция в режиме реального времени

Цель проекта:
Ключевой задачей проекта является разработка и создание системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения, а основной научно-технической задачей - разработка методики анализа сочетаний вариантов митохондриального генома – генетических маркеров предрасположенности к атеросклерозу. Такой подход позволит проводить диагностику генетической предрасположенности к нарушениям мозгового кровообращения атеросклеротического генеза путем измерения суммарной мутационной нагрузки митохондриального генома. В основе системы оценки риска будет лежать определение степени гетероплазмии по ряду мутаций митохондриальной ДНК. Целями реализуемого проекта являются: 1) Разработка и создание системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения атеросклеротического генеза на основе определения сочетаний вариантов митохондриального генома – генетических маркеров, ассоциированных с атеросклерозом. 2) Определение диагностической эффективности системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения в мультиэтническом исследовании на репрезентативных выборках из популяций России, Китая, Индии и Бразилии.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта будет определен спектр вариантов митохондриальной ДНК, ассоциированных с церебральным атеросклерозом. Будут выявлены наиболее информативные мутации митохондриальной ДНК. Оценка диагностической эффективности системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения атеросклеротического генеза будет проведена на репрезентативной выборке образцов ДНК, полученной при проведении мультиэтнического исследования. Будет разработана и создана система оценки риска оценки риска нарушений мозгового кровообращения атеросклеротического генеза на основе определения сочетаний вариантов митохондриального генома – генетических маркеров, ассоциированных с атеросклерозом.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Ключевой задачей проекта является разработка и создание системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения, а основной научно-технической задачей - разработка методики анализа сочетаний вариантов митохондриального генома – генетических маркеров предрасположенности к атеросклерозу. Такой подход позволит проводить диагностику генетической предрасположенности к нарушениям мозгового кровообращения атеросклеротического генеза путем измерения суммарной мутационной нагрузки митохондриального генома. В основе системы оценки риска будет лежать определение степени гетероплазмии по ряду мутаций митохондриальной ДНК. К настоящему времени установлено, что некоторые мутации митохондриального генома тесно сопряжены с высоким риском атеросклеротических заболеваний. Наиболее эффективным научно-техническим решением проблемы является разработка и использование доступных методов генодиагностики на основе ПЦР-РВ. В рамках выполнения проекта планируется проведение исследований, направленных на комплексный анализ вариантов митохондриального генома и идентификацию их комбинаций, имеющих диагностическую ценность в определении индивидуальной предрасположенности к церебральному атеросклерозу, а также на разработку диагностических методов с целью совершенствования алгоритмов для диагностики и оценки наследственной предрасположенности. В результате выполнения проекта на репрезентативной выборке (1200 человек из различных, этнически несхожих популяций) будут идентифицированы варианты митохондриального генома клеток крови человека и их сочетания, которые можно рассматривать в качестве генетических маркеров предрасположенности к церебральному атеросклерозу. Для решения поставленной задачи исследования будет проведено генотипирование митохондриальной ДНК клеток крови у всех участников исследования, причем сформированная выборка будет включать как здоровых лиц, так и больных субклиническим или манифестировавшим церебральным атеросклерозом. Для количественной диагностики атеросклероза будет использовано ультразвуковое сканирование бассейна сонных артерий в режиме высокого разрешения с количественным измерением толщины интимо-медиального слоя общих сонных артерий как маркера генерализованного и церебрального атеросклероза. Кроме того, бразильский партнер разработает оптимизированный способ оценки толщины интимо-медиального слоя сонных артерий, основанный на радиочастотной трансформации ультразвукового сигнала. Будет определена вариабельность митохондриального генома клеток крови, а также идентифицирован спектр вариантов митохондриального генома клеток крови, ассоциированных с атеросклерозом. Генотипирование (определение вариантов) митохондриальной ДНК будет проводиться по митохондриальным мутациям 576insC (контрольный регион), 652ins/delG, A750G, A1555G (ген MT-RNR1, кодирующий субъединицу 1 12S РНК), A1811G (ген MT-RNR1, кодирующий субъединицу 1 12S РНК), C3256T (ген MT-TL1, кодирующий т-РНК лейцина, кодон узнавания CUN), T3336C (ген MT-ND1, кодирующий субъединицу 1 NADH-дегидрогеназы), C5178A (ген ген MT-ND2, кодирующий субъединицу 2 NADH-дегидрогеназы), 8516insA/C/AC, 8528insA (ген MT-ATP8, кодирующий субъединицу 8 АТФ-синтетазы), 8930insG (ген MT-ATP6, кодирующий субъединицу 6 АТФ-синтетазы), G9477A (ген MT-CO3, кодирующий субъединицу 3 цитохром оксидазы), 10958insC, A11467G (ген MT-ND4, кодирующий субъединицу 4 NADH-дегидрогеназы), A12308G, G12315A (ген MT-TL2, кодирующий т-РНК лейцина, кодон узнавания UUR), G12372A, 13047insC, 13050insC, G13513A (ген MT-ND5, кодирующий субъединицу 5 NADH-дегидрогеназы), G14459A (ген MT-ND6, кодирующий субъединицу 6 NADH-дегидрогеназы), C14766T, G14846А, G15059A, A15326G (ген MN-CYB, кодирующий цитохром В). В исследованиях, ранее проведенных заявителем, в том числе, с использованием высокоэффективного полногеномного секвенирования, было установлено, что эти варианты имеют разную частоту у здоровых лиц и больных атеросклерозом, и при этом степень гетероплазмии митохондриального генома по гетероплазмичным мутациям существенно различается. Все участники исследования будут охарактеризованы по ключевым фенотипическом факторам риска атеросклеротических заболеваний : пол, возраст, индекс массы тела, артериальное давление, курение, липидный профиль сыворотки крови (общий холестерин, холестерин липопротеидов низкой плотности, холестерин липопротеидов высокой плотности, триглицериды, липидный индекс атерогенности). Будет проведена количественная диагностика атеросклероза методом ультразвукового сканирования сонных артерий с последующим измерением толщины интимо-медиального комплекса с использованием специализированного программного обеспечения. Будет проведено генотипирование по анализируемым мутациям с использованием технологии ПЦР-РВ. По результатам кросс-секционного клинического исследования будут определены диагностически значимые варианты митохондриального генома, будет выполнена оценка диагностических характеристик системы оценки риска церебрального атеросклероза и нарушений мозгового кровообращения, а также определены условия и технические средства, обеспечивающие проведение измерений. Поскольку вариабельность митохондриального генома может зависеть от этнических характеристик населения, для определения эффективности генодиагностики совместно с иностранными партнерами будет выполнено мультиэтническое исследование на четырех независимых выборках, сформированных по территориальному признаку в Москве (300 человек, российская популяция), Гонконге (300 человек, китайская популяция), Ченнае (300 человек, индийская популяция) и Сан-Паулу (300 человек, бразильская популяция). Разработка системы оценки генетического риска нарушений мозгового кровообращения атеросклеротического генеза, проведенная на этнически разнородных популяциях, подвергающихся гетерогенному воздействию социально-экономических и средовых факторов, позволит оптимизировать диагностический алгоритм и выявить наиболее существенные популяционно-независимые генетические маркеры.

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 проекта 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 церебральному атеросклерозу и к его ключевым клиническим проявлениям - инсульту и хронической недостаточности мозгового кровообращения 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 заболеваний и их осложнений и последующей разработке стратегии профилактики.

Текущие результаты проекта:
Выполнен аналитический обзор научно-технической литературы, нормативной и технической литературы по исследуемой научно-технической проблеме. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. Разработан план создания системы оценки риска нарушений мозгового кровообращения с учетом требований ГОСТ Р 53434-2009. Выполнено математическое моделирование зондов и праймеров для проведения ПЦР-РВ. Выполнены экспериментальные исследования по оптимизация условий проведения ПЦР-РВ. Разработана лабораторная методика измерения степени гетероплазмии митохондриальной ДНК. Разработан протокол клинического исследования и сопутствующей документации. Разработаны типовые формы учета результатов клинического исследования. Проведен скрининг пациентов для включения в исследование.