Генетические маркеры бокового амиотрофического склероза в Российской популяции

Боковой амиотрофический склероз (БАС) - неуклонно прогрессирующее и смертельное нейродегенераративное заболевание, которое сопровождается поражением центральных и периферических мотонейронов, двигательным дефицитом, нарушениями речи, глотания, алиментарной и дыхательной недостаточностью. В статье представлен краткий обзор имеющейся на сегодняшний день информации о генетике бокового амиотрофического склероза (БАС), а также описаны клинические примеры больных семейным БАС из России с мутациями в генах супероксиддсмутазы-1 (SOD1), ангиогенина (ANG), TDP-43 (TARDBP), VAPB, С9О^72. Необходимы дальнейшие исследования по изучению мутаций каузативных генов БАС в России.

Введение

Боковой амиотрофический склероз (БАС) - неуклонно прогрессирующее и смертельное нейродегенеративное заболевание, которое сопровождается поражением центральных и периферических мотонейронов, двигательным дефицитом, нарушениями речи, глотания, алиментарной и дыхательной недостаточностью.

Впервые генетическая природа БАС была доказана в 1993 г. С тех пор открыты мутации в гене суперок-сиддисмутазы-1 (SOD1), липосаркомы (FUS/TLS), TDP-43/TARDBP, C9orf72, ангиогенина (ANG), везикуло-ассоциированного белка В (VAPB), FIG4, оптиневрина, валозин-содержащего белка, убиквилина-2, профилина-1, др. [1-8].

В Российской Федерации генетика БАС впервые изучалась в 1999-2003 гг. В.И. Скворцовой, Г.Н. Левицким и соавт. Были обнаружены мутации в гене SOD1 у больной крайне медленно прогрессирующим поясничным дебютом БАС в классическом варианте (гомозиготная D90A), а также у больной типичным быстрым прогрессированием поясничного дебюта БАС в классическом варианте (гетерозиготная D90A). Мутации D90A впервые были открыты в Швеции P.M. Andersen [9]. У обеих российских больных обнаружен т.н. скандинавский гаплотип, что привело к суждению о наличии другого неизвестного каузативного генетического или средового фактора БАС у второй пациентки [10, 11].

Также была описана пациентка с мутацией G12R с быстропрогрессирующим поясничным дебютом БАС в пирамидном варианте, при этом более пожилой возраст больной (62 года) и быстрый темп прогрессирования отличали ее от выборки итальянских пациентов, у которых заболевание начиналось в четвертой декаде жизни и медленно прогрессировало [11-13].

Сотрудниками Научного центра неврологии РАН были обследованы 285 российских пациентов с БАС, включая 260 пациентов со спорадической и 25 с семейной формами, на предмет носительства мутаций в генах SOD1, C9orf72, TARDBP, ANG и др., а также на наличие ассоциаций с полиморфными сайтами в генах ATXN2 ^uCAG) и VEGF (-2578С/А). Молекулярно-генетический анализ выполняли с использованием методов прямого секвенирования, фрагментного анализа и полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. На последнем этапе оценивали редкие кандидатные гены БАС с использованием секвенирующей панели нового поколения (NGS — next generation sequencing). Суммарная частота выявленных мутаций в обследованной когорте пациентов с БАС составила 9,5%. Наиболее частыми оказались повреждения в генах SOD1 (24,0% при семейной форме БАС и 4,6% при спорадической) и C9orf72 (патологическая экспансия гексануклеотидных повторов в нем обнаружена в 1,8% случаев БАС, все случаи спорадические). Мутаций в гене TARDBP не обнаружено. Мутации в гене ANG выявлены у 1,05% обследованных больных БАС (все случаи спорадические) [14].

В 2011 г. высокая экспансия гексануклеотидных повторов GGGGCC (G4C2) в некодирующей области 9-й хромосомы с открытой рамкой считывания 72(C9ORF72) была идентифицирована как самая частая генетическая мутация у пациентов с БАС-лобно-височной деменцией. Ген C9orf72 состоит из 12 экзонов, из них 2 некодирующих (1a и 1b). Размер G4C2 экспансии у больных может достигать 600-2000 повторов [3].

Общими механизмами нейронной дисфункции при БАС и лобно-височной деменции считаются дефицит биогенеза рибосомной РНК (рРНК) и утрата целостности ядрышка - состояния, известного как ядрышковый стресс, которое является общей чертой нейродегенеративных заболеваний. Мутация C9orf72 при лобно-височной деменции препятствует функционированию ядрышка путем транскрипции и дипептидных повторов, продуцируемых гексануклеотидной экспансией.

Мутантная РНК и белки, полученные при генетических мутациях, могут влиять на различные стадии биогенеза рРНК. С учетом этих особенностей ядрышковый стресс все чаще оценивается как потенциальный механизм, поддерживающий или лежащий в основе нейродегенерации. Все большее число исследований подтверждает наличие ядрышкового стресса при C9orf72 HRE-вызванных нарушениях у пациентов в моделях БАС-лобно-височной деменции.

В европейской и североамериканской популяциях самым частым повреждением является экспансия гексануклеотидных повторов GGGGCC в интроне 1 гена C9orf72, она выявляется при семейной форме БАС в среднем в 40% случаев, при спорадической - в 7-11%. После SOD1 ген C9orf72 - наиболее частый по повреждению в российской выборке больных БАС. В российской популяции частота встречаемости мутаций в гене C9orf72 составляет 15,0% при семейной форме и 2,5% при спорадической. В ходе одного из исследований в российской популяции у 5 пациентов (2 мужчин и 3 женщин) со спорадической формой БАС выявлена гетерозиготная мутация по типу гексануклеотидной GGGGCC-экспансии в интроне 1 гена C9orf72. Число повторов в гене у всех исследуемых превышало патологический порог в 50 копий. Возраст дебюта болезни у данных пациентов варьировался от 38 до 65 лет и не имел доказанной связи с числом копий GGGGCC-повторов, у всех больных БАС быстро прогрессировал и переходил в генерализованную форму к концу первого года болезни. Частота мутаций гена C9orf72 у ...

Г.Н. Левицкий, Е.Ю. Захарова, Н.В. Милованова, А.В. Поляков, В.В. Забненкова, М.А. Струк