4.10 Спинальная мышечная атрофия.

Спинальная мышечная атрофия (СМА) - аутосомно-рецессивное заболевание, характеризуется поражением моторных нейронов передних рогов спинного мозга, в результате чего развиваются симметричные параличи конечностей и мышц туловища.Это - второе после муковисцидоза наиболее частое летальное моногенное заболевание (частота 1: 6 000 новорожденных).СМА подразделяется на три клинические формы. Тип I. Острая форма (болезнь Верднига-Гоффмана), проявляется в первые 6 месяцев жизни и приводит к смерти уже в первые два года; Тип II. Средняя (промежуточная) форма, пациенты не могут стоять,но обычно живут более 4-х лет; Тип III. Ювенильная форма(болезнь Кугельберга-Веландера) - прогрессирующая мышечная слабость после 2-х лет. Все три формы представляют собой аллельные варианты мутаций одного гена SMN (survival motor neurons), картированного в локусе D5S125 (5q13) и идентифицированного методом позиционного клонирования (см.Главу III) в 1995г (Lefebvre et al. 1995). В этой пока единственой рботе показано, что ген SMN размером всего 20 000 п.о.состоит из 8 экзонов. мРНК этого гена содержит 1 700 п.о. и кодирует ранее неизвестный белок из 294 аминокислотных остатков с молекулярным весом 32 КилоДальтона.

Ген дуплицирован. Его копия (возможно вариант псевдогена) располагается несколько ближе к центромере и отличается от гена SMN наличием 5-и точечных мутаций, позволяющих отличить оба гена путем амплификации экзонов 7 и 8 и их исследованием методом SSCP анализа (см.Главу IV). Ген назван сBCD541, по аналогии с первоначальным вариантом названия для теломерной копии, т 4о 0е 4сть 0гена SMN, tBCD541. Ген cBCD541 экспрессируется, но в отличие от гена SMN его сДНК подвергается альтернативному сплайсингу с утратой экзона 7. Отсутствие гена SMN (tBCD541) у 93% больных (213 из 229),его разорванная (interrupted) структура у 13 обследованных пациентов (5.6%) и наличие серьезных мутаций у оставшихся 3-х больных дали основание именно данную теломерную копию гена считать ответственной за заболевание. Существенно отметить, что центромерная копия гена обнаружена у 95 4. 05% больных, тогда как отсутствует она только у 4,4% пациентов .В непосредственной близости от теломерного конца гена SMN идентифицирован еще один ген - ген белка-ингибитора запрогаммированной гибели нейронов (neuronal apoptosis inhibitory protein -NAIP). При тяжелых клинических формах СМА (Тип I), обусловленных делециями, по-видимому, нередко происходит утрата гена NAIP.Согласно гипотезе авторов СМА возникает при гомозиготном состоянии мутаций (обычно-делеций) в гене SMN, при этом различия между формами СМА определяются двумя основными факторами: 1. числом копий гена cBCD541 (две - в случае Типа I и четыре (возникающих вследствие конверсии между SMN и cBCD541) - в случае Типа III), наличием или отсутствием гена 0NAIP. Среди всех обследованных СМА-больных необнаружены случаи одновременной делеции обоих гомологичных генов SMN (tBCD541) и сBCD541, что указывает, по мнению авторов, нато, что такая аберрация должна проявляться как доминантная леталь еще в эмбриогенезе.Некоторые положения этой, безусловно, основополагающей работы французских авторов, по-видимому, еще требуют уточнения, однако, уже сейчас она сделала возможной прямую молекулярную диагностику СМА у 98,6% больных. С этой целью проводится амплификация экона 7, который отсутствует у подавляющего большинства больных. Нормальный экзон 7 (ген SMN) дифференцируют от мутантного варианта (ген cBCD541) c помощью SSCP анализа. При необходимости возможна косвенная диагностика - ПЦР анализ динуклеотидных (CA) повторов ДНК локусов D5S125; D5S112; D5S127; ПДРФ-анализ с фланкирующими ДНК-зондами MU, 105-153RA; 153-6741 GT.

4.11 Атаксия Фридрейха.

Атаксия Фридрейха (АФ) - сравнительно редкое (1 : 22-25 000) аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся прогрессивной дегенерацией нервных клеток мозжечка. Ген АФ не идентифицирован, но достаточно точно картирован на хромосомных (9q13-q21) и физических картах ДНК-маркеров. Наиболее тесное сцепление гена АФ показано для локуса D9S5(зонд 26Р). Сконструированы космидные библиотеки и составлены подробные физические карты области геномной ДНК хромосомы 9, включающей локус D9S7 и, предположительно, ген АФ. Определено положение гена ФА по отношению к другим фланкирующим молекулярным маркерам (Fujita etal., 1991; Wilkes et al., 1991) 4. 0В настоящее время известно, по крайней мере,5 таких ДНК маркеров: GS4, MCT-112, GS2 -дистальные и микросателлитные маркеры FD1 (на расстоянии 80 кб 4) 0и MLS1 (на расстоянии 150 кб) - проксимальные. Изучены особенности аллельного полиморфизма этих систем для различных популяций Западной Европы. Для всех 5 молекулярных маркеров выяснены гаплотипы, сцепленные с заболеванием. Гаплотипы обоих мик-росателлитных маркеров оказались в абсолютном генетическом неравновесии с АФ, что доказывет их весьма близкое расположение на генетической карте по отношению к мутантному гену АФ (Pianese et al., 1994).Диагностика АФ пока возможна только непрямыми методами.ПДРФ анализ с помощью ДНК-зондов на дистальные полиморфные сайты, либо ПЦР анализ полиморфизма проксимальных по отношению к гену АФ микросателлитных маркеров MLS1 или FD1.

Нами рассмотрены лишь некоторые моногенные наследственные болезни, условно разделенные на три подгруппы, исходя,главным образом, из того насколько они изучены с молекулярно-генетических позиций, их актуальности для пренатальной диагностики и в какой мере они важны для медико-генетической службы нашей страны. Более того, исторически сложилось так,что именно такие заболевания как муковисцидоз, миодистрофия Дюшенна, гемофилия А, фенилкетонурия, то есть социально наиболее значимые, раньше других генных болезней стали предметом детального молекулярного анализа в нашей лаборатории и в других медико-генетических центрах и научно-практических подразделениях России (см. Баранов, 1991, 1994;Baranov,1993; Евграфов, Макаров, 1987).Естественно, что рассмотренными нозологиями отнюдь не исчерпывается список тех болезней, которые являются объектами молекулярных исследований в нашей стране. Например, из обзора выпали такие моногенные 0болезни как гиперхолестеринемия, гемоглобинопатии, дефицит альфа-1 антитрипсина, митохондриальные болезни. Для многих из них разработаны и широко применяются эффективные методы молекулярной диагностики, ведутся исследования по генотерапии. Мы не касались также работ проводимых, главным образом, в возглавляемой профессором Е.И.Шварцем лаборатории молекулярной диагностики ПИЯФ РАН и посвященных молекулярному анализу мультифакториальных заболеваний, таких как диабет, гипертония, ишемия сердца. Результаты этих исследований будут, по-видимому, предметом следующих обзоров и монографий.