Селективные диагностические программы

Предусматривают проверку биохимических аномалий обмена (моча, кровь) у пациентов, у которых подозреваются генные наследственные заболевания.

Показания для применения биохимических методов у новорожденных являются такие симптомы, как судороги, кома, рвота, гипотония, желтуха, специфический запах мочи и пота, ацидоз, остановка роста.

Пример селективного скрининга:

Первый этап - включает качественный и количественный анализ мочи и крови (14 тестов) на белок, на кетокислоты, на цистин, гомоцистин, креатинин и др.

Второй этап – основан на методах хроматографии мочи и крови. Эта программа позволяет выявить 140 наследственных заболеваний обмена веществ у детей из следующих основных классов: аминоацидопатии, лизосомные болезни, болезни углеводного обмена, болезни обмена металлов, болезни пуринового и пиримидинового обмена веществ, наследственные болезни желудочнокишечного тракта, митохондриальные болезни.

Молекулярно - генетические методы

Методы ДНК диагностики позволяют осуществлять точную и, что очень важно, доклиническую диагностику многих заболеваний, проводить раннюю пренатальную (дородовую) диагностику наследственных заболеваний. Это подчас является решающим для решения вопроса о судьбе конкретной беременности.

В основе анализа ДНК лежат две ее характеристики:

1. Последовательность составляющих ДНК нуклеотидов имеет индивидуальные особенности у каждого отдельного человека, кроме однояйцовых близнецов или клонированных организмов

2. У каждого человека во всех соматических клетках структура ДНК совершенно одинакова. Материалом для ДНК-диагностики являются любые клетки организма, содержащие ядро: лейкоциты периферической крови, биоптаты мышц, клетки эпителия полости рта, биоптаты хориона, плаценты, клетки амниотической жидкости, лимфоциты пуповинной крови (на 10-21 недели беременности при пренатальной диагностике).

Прямая ДНК-диагностика

Данная диагностика предполагает непосредственное выявление мутации в исследуемом гене. В настоящее время большинство протоколов прямой ДНКдиагностики базируется на полимеразной цепной реакции. Метод ПЦР заключается в циклическом синтезе in vitro строго заданных, ограниченных участков ДНК. Это позволяет в течении 3-5 часов получить огромное число копий искусственно синтезированных молекул нужной последовательности. По сути, метод ПЦР как бы «имитирует» на ограниченном участке гена естественный процесс репликации ДНК. Затем происходит исследование конкретных особенностей амплифицированного участка гена. Например так, при заболеваниях обусловленных экспансией тринуклеотидов, продукты амплификации различаются по своей длине и, как следствие – по их скорости движения в геле. Благодаря этому достигается четкое электрофоретическое разделение нормальных и мутантных аллелей.

Косвенная ДНК-диагностика

Непрямая «косвенная» ДНК-диагностика используется при заболеваниях, ген которых достаточно точно картирован, то есть локализован в конкретном узком участке определенной хромосомы. Сущность метода заключается в анализе наследования у больных и здоровых членов семьи полиморфных генетических маркеров, сцепленных с геном болезни. В качестве таких маркеров выступают участки ДНК, существующие в виде аллельных вариантов и различающиеся у разных лиц по структуре. Благодаря этому возможно дифференцировать материнское и отцовское происхождение конкретного варианта маркера при анализе ДНК пациента. Маркер располагается в близости от патологического гена, поэтому маркер и ген болезни после кроссинговера остаются в составе одного хромосомного сегмента и передаются потомству как единое целое. Благодаря анализу удается проследить в ряду поколений наследование каждой их родительских Х-хромосом.

Показания:

1. для диагностики гемофилии, гемоглобинопатий, митохондриальных болезней, муковисцедоза, фенилкетонурии, миопатоии Дюшенна;

2. для определения происхождения популяции людей;

3. в практике судебной медицины;

4. для определения отцовства или степени родства;

5. для генетического анализа клеток костного мозга при трансплантации,

6. для расшифровки генома.

Лечение

Терапия наследственных заболеваний - комплекс средств и методов коррекции и предотвращения наследственных заболеваний. Включает методы метаболомики, генотерапии, диетотерапии и др.

Наследственным заболеваниям свойственны различные клинические проявления, и их лечение во многом является симптоматическим. Отдельные нарушения метаболизма исправляют назначением специальных диет, направленных на уменьшение токсических веществ в организме, накопление которых обусловлено мутациями в определённых генах. Например, при фенилкетонурии назначают безаланиновую диету.

Симптоматическое лечение

Для ослабления симптомов наследственных болезней, связанных с дефектом определённого белка, вводят внутривенно такую его функциональную форму, которая не вызывает иммунной реакции. Такая замещающая терапия применяется при лечении гемофилии, тяжёлого комбинированного иммунодефицита и др. Иногда для компенсации определённых утраченных функций проводят трансплантацию костного мозга и других органов. Существующая терапия в подавляющем большинстве случаев мало эффективна, а само лечение следует проводить многократно, несмотря на его высокую стоимость. Так же существуют малоизученные неизлечимые болезни. Одна из них - Фибродисплазия - «Мягкая соединительная ткань, которая прогрессивно превращается в кость». Очень редкое и тяжёлое по своему течению генетическое заболевание, при котором мышцы, сухожилия и связки постепенно превращаются в кости. Процесс прогрессирует с годами, начинаясь обычно в пределах десятилетнего возраста у детей с мутацией определенного гена.

Генная терапия

Принципиально новым методом, эффективным и направленным на уничтожение генетической причины наследственного заболевания, является генотерапия. Суть метода генотерапии – введение нормальных генов в дефектные соматические клетки.

Концепция генной терапии заключатся в том, что наиболее радикальным способом борьбы с разного рода заболеваниями, вызываемыми изменениями генетического содержания клеток, должна быть обработка, направленная непосредственно на исправление или уничтожение самой генетической причины заболевания, а не её следствий.

В связи с тем, что генная терапия представляет собой новое направление медицинской генетики, а болезни, которые пытаются лечить этим способом, очень разнообразны, создано множество оригинальных методических подходов к этой проблеме. В настоящее время исследования по генотерапии в основном направлены на коррекцию генетических дефектов соматических, а не половых клеток, что связано с чисто техническими проблемами, а также из соображений безопасности.

Разработка таких мощных инструментов для генной модификации как CRISPR/Cas9 предоставили человечеству возможность в ближайшем будущем с помощью генной модификации успешно устранять причины наследственных заболеваний и повысить устойчивость организма к старческим заболеваниям.

Существует несколько способов введения новой генетической информации в клетки млекопитающих. Это позволяет разрабатывать прямые методы лечения наследственных болезней — методы генотерапии.

Используют два основных подхода, различающихся природой клеток-мишеней:

· фетальная генотерапия, при которой чужеродную ДНК вводят в зиготу или эмбрион на ранней стадии развития; при этом ожидается, что введённый материал попадёт во все клетки реципиента (и даже в половые клетки, обеспечив тем самым передачу следующему поколению);

· соматическая генотерапия, при которой генетический материал вводят только в соматические клетки, и он не передаётся половым клеткам.

Риски

Генотерапия может как обеспечить клиническую пользу, так и привести к расширению и злокачественной трансформации гемопоэтических клонов с переносными векторными вставками вблизи онкогенов, при использовании лентивирусных векторов, что увеличит риск лейкемии.