Молекулярно-генетические методы в практике современных медико-биологических исследований. ЧАСТЬ III: генодиагностика человека при решении медицинских задач

Диапазон применения молекулярно-генетических методов при диагностике и терапии заболеваний человека чрезвычайно широк. Это определяется тем объемом наследственной информации, которая содержится в человеческом геноме. Исследование ДНК человека позволяет не только установить наследственные факторы предрасположенности к заболеваниям, но и выявлять генетические отклонения в процессе индивидуального развития и проводить мониторинг этих изменений в случае предполагаемого патологического исхода. Генодиагностика позволяет также изучить индивидуальные генетические особенности пациента для прогнозирования реакций на тот или иной вид лечения для достижения максимального терапевтического эффекта. Основным способом изучения генома человека в медицинской практике является ПЦР-диагностика. Простота, низкая себестоимость, высокая чувствительность и надежность метода наряду с уникальными данными, получаемыми при анализе, позволили ПЦР-диагностике стать рутинным диагностическим методом в различных медицинских направлениях. В лекции рассматриваются некоторые технологические нюансы ПЦР-диагностики при изучении генетического полиморфизма человека. Описываются реальные лабораторные методы и примеры выявления генных и хромосомных мутаций с патологическим эффектом. Обсуждаются перспективы использования количественного анализа нуклеиновых кислот человека в медицинской практике. Особое внимание уделяется вопросам фармакогенетики как перспективного медицинского направления для внедрения персонифицированного подхода к терапии. Лекция ориентирована на студентов медико-биологических специальностей, а также на молодых специалистов, планирующих использовать в своей практической деятельности молекулярно-генетические методы исследований. Для лучшего понимания обсуждаемых вопросов рекомендуется ознакомление с предыдущими лекциями данного цикла.

1. Jackson M, Marks L, May GHW, Wilson JB. The genetic basis of disease. Essays Biochem. 2018;62(5):643-723. https://doi.org/10.1042/EBC20170053

2. Волков А.Н., Цуркан Е.В. Мутация гена UGT1A1 как маркер высокого риска возникновения синдрома Жильбера: научно-прикладные аспекты. Анализ риска здоровью. 2019;2:123-129. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.2.14

3. Iranzo J, Martincorena I, Koonin EV. Cancer-mutation network and the number and specificity of driver mutations. Proc Natl Acad Sci USA. 2018;115(26):E6010-E6019. https://doi.org/10.1073/pnas.1803155115

4. Kloosterman WP, Hochstenbach R. Deciphering the pathogenic consequences of chromosomal aberrations in human genetic disease. Mol Cytogenet. 2014;7:100. https://doi.org/10.1186/s13039-014-0100-9

5. Волков А.Н., Рытенкова О.И., Бабарыкина Т.А., Лысенко Д.И. Цитогенетическая диагностика хромосомных аномалий при неразвивающейся беременности. Клиническая лабораторная диагностика. 2017;62(9):553-556. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2017-62-9-553-556

6. Mahadevan B, Snyder RD, Waters MD, Benz RD, Kemper RA, Tice RR, Richard AM. Genetic toxicology in the 21st century: reflections and future directions. Environ Mol Mutagen. 2011;52(5):339-354. https://doi.org/10.1002/em.20653

7. Matsuda K. PCR-based detection methods for single-nucleotide polymorphism or mutation: real-time PCR and its substantial contribution toward technological refinement. Adv Clin Chem. 2017;80:45-72. https://doi.org/10.1016/bs.acc.2016.11.002

8. Liu M, Yi J, Tang W. Association between angiotensin converting enzyme gene polymorphism and essential hypertension: A systematic review and meta-analysis. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst. 2021;22(1):1470320321995074. https://doi.org/10.1177/1470320321995074

9. Gintoni I, Adamopoulou M, Yapijakis K. The angiotensin-converting enzyme Insertion/Deletion polymorphism as a common risk factor for major pregnancy complications. In vivo. 2021;35(1):95-103. https://doi.org/10.21873/invivo.12236

10. Tyagi AK, Khoshbeen MB, Huezo-Diaz Curtis P, Uppugunduri CRS, Ansari M. Development and validation of an allele-specific PCR assay for genotyping a promoter and exonic single nucleotide polymorphisms of MGMT gene. J Biol Methods. 2018;5(2):e92. https://doi.org/10.14440/jbm.2018.224

11. Волков А.Н., Хабиева С.М., Смирнова Е.Ю., Ларионов А.Ю. Генодиагностика мутаций UGT1A1 в практике современной медицины. Клиническая лабораторная диагностика. 2018;63(3):186-192. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2018-63-3-186-192

12. Tong Y, Shen S, Jiang H, Chen Z. Application of digital PCR in detecting human diseases associated gene mutation. Cell Physiol Biochem. 2017;43:1718-1730. https://doi.org/10.1159/000484035

13. Krausz C, Hoefsloot L, Simoni M, Tüttelmann F. EAA/EMQN best practice guidelines for molecular diagnosis of Y-chromosomal microdeletions: state-of-the-art 2013. Andrology. 2014;2(1):5-19. https://doi.org/10.1111/j.2047-2927.2013.00173.x

14. Luu MH, Press RD. BCR-ABL PCR testing in chronic myelogenous leukemia: molecular diagnosis for targeted cancer therapy and monitoring. Expert Rev Mol Diagn. 2013;13(7):749-762. https://doi.org/10.1586/14737159.2013.835573

15. Туркина А.Г., Зарицкий А.Ю., Шуваев В.А., Челышева Е.Ю., Ломаиа Е.Г., Морозова Е.В., Голенков А.К., Поспелова Т.И., Шухов О.А., Фоминых М.С., Гусарова Г.А., Кузьмина Л.А., Абдуллаев А.О., Мартынкевич И.С. Клинические рекомендации по диагностике и лечению хронического миелолейкоза. Клиническая онкогематология. 2017;10(3):294-316. https://doi.org/10.21320/2500-2139-2017-10-3-294-316

16. Singh KP, Miaskowski C, Dhruva AA, Flowers E, Kober KM. Mechanisms and measurement of changes in gene expression. Biol Res Nurs. 2018;20(4):369-382. https://doi.org/10.1177/1099800418772161

17. Павлов К.А., Шкопоров А.Н., Хохлова Е.В., Корчагина А.А., Сидоренков А.В., Григорьев М.Э., Пушкарь Д.Ю., Чехонин В.П. Разработка диагностической тест-системы для ранней неинвазивной диагностики рака простаты, основанной на количественной детекции мРНК гена PCA3 в осадке мочи методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени. Вестник РАМН. 2013;5:45-51. https://doi.org/10.15690/vramn.v68i5.662

18. Ahmed S, Zhou Z, Zhou J, Chen S. Pharmacogenomics of drug metabolizing enzymes and transporters: relevance to precision medicine. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2016;14(5):298-313. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2016.03.008

19. Johnson JA, Caudle KE, Gong L, Whirl-Carrillo M. Clinical pharmacogenetics implementation consortium (CPIC) Guideline for pharmacogenetics-guided warfarin dosing: 2017 Update. Clin Pharmacol Ther. 2017;102(3):397-404. https://doi.org/10.1002/cpt.668

20. Etienne-Grimaldi MC, Boyer JC, Thomas F, Quaranta S, Picard N, Loriot MA, Narjoz C, Poncet D, Gagnieu MC, Ged C, Broly F, Le Morvan V, Bouquié R, Gaub MP, Philibert L, Ghiringhelli F, Le Guellec C; Collective work by Groupe de Pharmacologie Clinique Oncologique (GPCO-Unicancer); French Réseau National de Pharmacogénétique Hospitalière (RNPGx). UGT1A1 genotype and irinotecan therapy: general review and implementation in routine practice. Fundam Clin Pharmacol. 2015;29(3):219-237. https://doi.org/10.1111/fcp.12117.