Руски учени откриха алтернативен начин за диагностициране на наследствени заболявания

Изследователите от Медицинския генетичен научен център (МГНЦ) успяват да открият само за няколко седмици, а и да свържат мутация с нарушения в работата на тялото. Става чрез разработения от тях метод на РНК-анализ, който позволява да бъдат описани 400 варианта на гени, които отговорят за различни здравословни проблеми. Безспорно става дума за постижение, тъй като генетиците могат да интерпретират правилно не повече от 30% до 40% от разшифрованата човешка ДНК, а свързването дори една мутация с нарушения в работата на тялото е трудно и често са нужни години, за да бъде решена подобна задача.

В основата на откритието е историята на Камила и Магомед Шуйпови от малкото дагестанско село Зубутли-Миатли. През 2014 г. се ражда първото им и дълго очаквано дете. Момчето е здраво, но когато става на шест месеца влиза в болница със съмнение за чревна инфекция. Тъй като лечението не помага и състоянието на детето се влошава, то е откарано в Руската детска клинична болница в Москва. Лекарите там също не успяват да се справят със ситуацията. Те нито са в състояние да поставят точна диагноза, нито да осъществят лечение.

Майката на малчугана разказва, че от този момент детето спира да се развива физически. Когато става на годинка, момченцето тежи едва шест килограма, не са отшумели и симптомите на чревната инфекция. От московската болница съветват родителите да потърсят помощ в Научно-изследователския институт по педиатрия „Ю. Е. Велтищев“. Медиците там им казват, че детето е със синдрома на Фанкони и най-вероятно нефропатична цистиноза. Определеното лечение започва да дава резултати.

В същото време става ясно, че нужните за поставянето на диагнозата изследвания, не я потвърждават. Проблемът бил, че не е открито натрупване на аминокиселината цистин, а това е един от основните признаци на болестта. В същото време анализът на ДНК не разкрил никакви мутации. Изводът на лекарите звучи шокиращо, защото той е, че детето трябва да е здраво, но то не е.

Случаят с дагестанското момченце не е изолиран. „Някои от пациентите ни са с пълния набор от клинични и лабораторни проявления на заболявания от автозомно-рецесивен тип, които се проявяват само ако бебето е получило мутантна версия на гена и от двамата родители, но когато правим молекулярно-генетични изследвания, не успяваме да идентифицираме никакви мутации в гена, свързани с тази патология или откриваме само една мутация. В тези случаи ние не сме в състояние да поставим окончателна диагноза“, обяснява нефрологът д-р Светлана Папиж (на снимката), старши научен сътрудник в отдела за наследствени и придобити заболявания на бъбреците в Института по педиатрия.

Специалистката допуска, че момченцето е с рядко наследствено заболяване и настоява веднага да започне патогенетична терапия. Половин година по-късно, когато правят отново същите изследвания, лекарите откриват натрупвания на цистинови кристали. И въпреки отрицателните ДНК- резултати, натрупванията им позволяват да предположат, че малкият им пациент страда от нефропатична цистиноза. Важно е да се подчертае, че колко качествен ще бъде животът на пациента в бъдеще,зависи от ранното откриване на заболяването.

Д-р Светлана Папиж започва да търси научен екип, който да се справи със сложния случай. Към предложението й проявила интерес групата изследователи от Медицинския генетичен научен център Екипът се занимава с анализа на матричната РНК – молекула, която играе важна роля в генната експресия.

Учените подчертават, че много голяма част от мутациите, които се откриват по време на ДНК-диагностиката, разрушават структурата на РНК. Подобна РНК определят като нефункционална, от нея се получава грешен протеин и в резултат на това възниква болестта. Подобни случаи, оказва се, не са никак малко, а според учените почти 30%.

„Решихме да направим опит и директно да анализираме структурата на РНК. Идеята ни беше по този начин да открием мутации, които не са били намерени при ДНК – диагностиката. Така щяхме да стигнем до повредения ген, който обикновеният генетичен анализ не вижда“, разказва Михаил Скоблов (на снимката), ръководител на екипа, генетик и завеждащ лабораторията „Функционална геномика“ в МГНЦ. Учените размножават клетки от дагестанското момченце, които взимат от малко парченце негова кожа. Извличат РНК от фибробласти, откриват, че е с неправилна структура и така успяват да намерят скрита мутация, която провокира развитието на нефропатичната цистиноза при малчугана.

Най-голямата трудност, с която се сблъсква екипът, е изключително бързото разграждане на изолираната РНК, която живее в клетката минути и дори секунди. След като изпълни своята функция, която е от нея да се получи протеин, тя се унищожава. За да не допуснат това, учените разрушават клетката с разтвор, който съдържа инхибитор на РНКази и извличат от тях неразградена РНК. От рибонуклеиновата киселина получават комплементарна ДНК и наблюдават как се е променила структурата на гена и дали има мутации. Целият процес продължава около седмица.

След случая с дагестанското момченце идват и други. Работейки по тези казуси, учените успяват да открият и неизвестна мутация в семейна двойка, заради чийто генетичен срив жената не може да забременее дълго време.

След няколко подобни случая, изследователите виждат промените на ниво РНК, които не са открити по време на ДНК анализа. Така разбират, че са намерили алтернативния начин за диагностициране на наследствени заболявания. Според Михаил Скоблов той има своите предимства, но е твърде капризен и в света има малко лаборатории, където биха могли да го направят.

До момента са завършени четири случая. Част от тях вече са публикувани. Има още 15 истории на пациенти, по които работата продължава. Учените са идентифицирали четиристотин гена, чиито неизвестни мутации могат да бъдат открити с помощта на РНК-диагностика. За всяка част от генома те разработват индивидуална система на РНК -анализ.