Введение к работе
Актуальность проблемы
Сосудистые заболевания головного мозга - актуальная медицинская и социальная проблема На сегодняшний день 9 миллионов человек в мире страдают цереброваскулярными болезнями. Основное место среди них занимают инсульты, каждый год поражающие около б миллионов человек и уносящие 4,6 миллиона жизней. Смертность от церебральных заболеваний в экономически развитых странах составляет 11-12% и уступает лишь смертности от заболеваний сердца и опухолей всех локализаций.
В последние годы отмечается рост распространенности заболеваний острыми нарушениями мозгового кровообращения. Ежегодно в России переносят инсульты более 400000 - 450000 человек. При этом наблюдается «омоложение» инсульта с увеличением его распространенности среди лиц трудоспособного возраста (до 64 лет). Инсульт является лидирующей причиной инвалидизации населения. По данным Национального регистра, 31% пациентов, перенесших инсульт, требуется постоянный уход, а 20% не могут самостоятельно ходить. Лишь около 20% выживших больных способны вернуться к прежней работе.
Многочисленные эпидемиологические исследования доказали важность роли генетической составляющей в частоте развития сосудистых заболеваний головного мозга. Инсульт, за исключением относительно редко встречающихся моногенных форм, при которых структурные особенности определенных генов являются определяющим фактором развития заболевания, - это мультифакторное заболевание, в формировании которого имеют значение как внешние (средовые) факторы, так и индивидуальные генетические особенности. Сложность патогенеза создает большие трудности при изучении природы этого заболевания.
В настоящее время в изучении генетической предрасположенности инсульта, равно как и других мультифакторных заболеваний, используются два основных подхода: анализ генетических ассоциаций с полиморфными вариантами кандидатных генов заболевания и полногеномный ассоциативный анализ.
Первоначальные исследования инсульта с применением анализа генетических ассоциаций были сфокусированы на отдельных генах-кандидатах, которые, как предполагалось, вовлечены в биологические процессы, нарушения которых могли приводить к развитию заболевания. Исследовавшиеся гены-кандидаты были ассоциированы, например, с такими патологиями как атеросклероз, тромбозы и
артериальная гипертешия. Статистически достоверные ассоциации с различными типами инсульта были показаны для одноиуклеотидных полиморфизмов (ОНП) с.169Ю>А в гене фактора свертывания крови V (F5), c.20210G>A в гене протромбина (F2), c.675_676delinsG в гене, кодирующем ингибитор активатора плазминогена-1 (PAI-1) и полиморфизмов в гене, кодирующем GPIba субъединицу тромбошпарного рецептора (GP1BA). Белковые продукты этих генов вовлечены в систему гемостаза. Ассоциации с риском развития острого инсульта были показаны и для инсерционно-делеционного (1/D) полиморфизма в гене ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ). Однако полученные данные не дают однозначного ответа на вопрос об их патогенетической роли в развитии инсульта. Для изучения вклада полиморфизмов генов в риск развития заболевания необходимо учитывать и этническую компоненту. В российской популяции полиморфизмы c.20210G>A гена F2, с.169Ю>А гена F5, (-5)Т>С Kozak гена GPIBA, c.675_676delinsG гена РЛІ-1 изучены достаточно слабо.
Применение новейших технологий полногеномного анализа сцепления в семьях позволило выявить два ранее неизученных гена, показавших высокую ассоциацию с риском развития ишемического инсульта в исландской популяции -фосфодиэстеразы 4D (PDE4D), и ALOX5AP, кодирующий активатор 5-липоксигеназы. В последние несколько лет полпогеномный ассоциативный анализ на выборках большого объема из разных этнических групп выявил еще 11 новых локусов, которые могут быть вовлечены в патогенез острого и, в частности, ишемического инсультов.
Проведение работ по анализу полиморфизмов генов, которые могут быть вовлечены в патогенез инсульта, позволит с одной стороны лучше понять причины И механизмы развития этого заболевания, а с другой - разработать молекулярно-генетические тесты для определения риска развития острого инсульта и его ранней диагностики. Возможность проведения доклинической диагностики этого заболевания позволит начать разработку принципов и подходов профилактического лечения.
Цель и задачи исследования
Целью настоящей работы являлись поиск и анализ генетических маркеров риска развития острого инсульта, а также его подтипов - ишемического и геморрагического в российской популяции.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1. Проведение анализа полиморфных ДНК-маркеров в кандидатных генах острого инсульта F2, F5, GP1BA, АСЕ, АЮХ5АР и PDE4D у пациентов с ишемическим и геморрагическим инсультом.
2. Поиск новых ДНК-маркеров острого инсульта с использованием метода иолногеномного ассоциативного анализа.
Научная новизна и практическая значимость работы
Впервые в диссертационной работе определены частоты полиморфных вариантов генов ALOX5AP (SGI3S114, SG13S32, SG13S89, SGI3S25) и PDE4D (SNP41, SNP87, SNP45) у больных острым, ишемическим и геморрагическим инсультом и здоровых индивидов, принадлежащих к русскому этносу.
Проведен анализ ассоциаций полиморфных локусов генов F2, F5, GP1BA, PAI-1, АСЕ с риском развития острого инсульта и его подтипов - ишемического и геморрагического в российской популяции. С помощью программы «GMDR» исследованы межгенные взаимодействия у больных острым, ишемическим и геморрагическим инсультом и здоровых индивидов, принадлежащих к русскому этносу.
Выявлены генетические маркеры риска развитая заболевания у индивидов с острым, ишемическим и геморрагическим инсультом, а также изучена их взаимосвязь с этими заболеваниями с учетом пола в российской популяции.
Впервые проведен корреляционный анализ между полиморфизмами c.20210G>A гена F2, c.l691G>A гена F5, (-5)Т>С Kozak гена GP1BA, c.675_676delinsG гена PAI-I, g.H417_11704del287 гена АСЕ, SNP41, SNP87, SNP45 гена PDE4D, и SG13S114, SG13S32, SG13S89, SG13S25 гена ALOX5AP и клиническими характеристиками острого инсульта
Впервые с помощью технологии ДНК-микрочипов проведен полногеномный ассоциативный анализ (GWAS) острого ишемического инсульта в российской популяции и выявлены новые ДНК-маркеры этого типа инсульта.
Результаты работы вносят вклад в общее представление о генетических основах предрасположенности к инсульту. Полученные данные позволяют оценить роль ряда генетических систем в развитии острого инсульта и его подтипов - ишемического и геморрагического, и являются основанием для разработки молекулярно-генетических методов определения лиц с повышенным риском развития данных заболеваний. Результаты молекулярно-генетического анализа полиморфных участков генов-кандидатов инсульта могут использоваться для медико-генетического консультирования с целью раннего выявления лиц с высоким риском развития заболевания и проведения донозологической профилактики. Учитывая результаты генотипирования больных острым инсультом и его подтипами, можно выделить
группы пациентов с более тяжелым течением заболевания и дифференцировать у них лечебно-профилактические мероприятия, что важно для прогностических целей.
Публикации
Основные результаты исследования опубликованы в 10 работах, включая 6 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК МОИ РФ для защиты диссертаций.
Апробация диссертации
Результаты, полученные в данной работе, были представлены на III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (1-4 октября 2009 г., Ростов-на-Дону, Россия), VI Съезде Российского общества медицинских генетиков (14-18 мая 2010г., Ростов-на-Дону, Россия), на конференциях Европейского Общества Генетики человека (ESHO) (28-Зімая 2011г., Амстердам, Нидерланды) и «The biology of genomes» (10-14 мая 2011г., Cold Spring Harbor, New York). Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на заседании Ученого совета ИМГ РАН 17 октября 2011 г. и на заседании секции «Молекулярная биология» Ученого совета ФГУП «ГосНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов» 26 октября 2011 г.
Структура и объем диссертации
