Стремительное развитие геномных технологий, в первую очередь хромосомного микроматричного анализа (ХМА) и секвенирования нового поколения (NGS), привело к значительному расширению возможностей молекулярной диагностики различных мутаций/генетических вариантов. В последние годы начато использование новых методов анализа генома в различных областях медицинской генетики, в том числе при обследовании пациентов с нарушениями формирования пола, развития половой системы, репродуктивной функции, для исследования абортивного материала самопроизвольно прервавшихся беременностей, а также в преимплантационной генетической диагностике. Представленный обзор посвящен результатам геномных исследований в репродуктивной генетике и их место в медико-генетическом обследовании пациентов с нарушением репродукции.

Представлено два семейных случая инсерций с участием хромосомы 2. В обоих случаях хромосомный дисбаланс в виде дупликации инсертированного района является следствием мейотической сегрегации инсерции у отцов-носителей перестройки. Случай 1 характеризуется несбалансированной интерхромосомной инсерцией у пациента, обследованного по поводу задержки темпов психомоторного развития, судорог неизвестной этиологии и аномального фенотипа. В результате комплексного обследования пациента и его родителей установлен следующий кариотип: 46,XY,der(2)ins(2;7)(q35;q31.33q34)pat. Случай 2 представлен несбалансированной интрахромосомной инсерцией у пациента с неонатальными судорогами. Стандартное цитогенетическое и молекулярно-цитогенетическое обследование пациента и его родителей позволили определить кариотип пациента: 46,XY,rес(2)dup(2q)inv ins(2)(р11.2q23.3q31)pat. Носительство инсерций характеризуется высоким репродуктивным риском, поэтому очень важным является идентификация и характеристика данной хромосомной перестройки. Современные высокотехнологичные молекулярные методы исследования позволяют значительно расширить диагностические возможности выявления геномного дисбаланса, но при этом не позволяют установить, в каком именно месте генома располагается дополнительный материал. FISH-анализ помогает не только подтвердить наличие дуплицированного участка, но и идентифицировать его локализацию. Только комплексный подход, заключающийся в сочетании стандартного цитогенетического исследования кариотипа с использованием молекулярно-генетических и молекулярно-цитогенетических методов, позволяет установить природу хромосомной перестройки, повысить качество медико-генетического консультирования семьи для оценки прогноза потомства и определить тактику пренатальной или предимплантационной диагностики.

Обследовано 890 жителей Кемеровской области: 440 больных раком легкого (РЛ), первично поступивших на лечение в Кемеровский областной онкологический диспансер (до забора крови для цитогенетического исследования больные не получали химиотерапевтического или радиологического лечения) и 450 жителей той же местности без онкологических заболеваний (доноры Кемеровской областной станции переливания крови близкого возраста, которые к моменту сбора материала не имели хронических заболеваний, не принимали лекарственных препаратов, в течение 3-х месяцев до начала исследования не подвергались рентгенологическим обследованиям). Все обследованные подписывали форму информированного согласия на участие в исследовании. Целью данного исследования стал анализ уровня хромосомных аберраций в нетрансформированных соматических клетках (лимфоцитах крови) у больных раком легкого. Материалом для исследования послужила периферическая кровь, забиравшаяся из локтевой вены в асептических условиях. Культивирование лимфоцитов крови для получения препаратов хромосом осуществляли по стандартному полумикрометоду. Стaтистическaя обрaботкa мaтериaлa проводилaсь с использовaнием методов непараметрической статистики, реализованных в программе «Statistica 10.0» (StatSoft, Inc., USA). Установлено, что частота хромосомных аберраций в клетках крови у больных РЛ в Кемеровской области (3,02 ± 1,95%) превышала опубликованные ранее данные литературы для таких пациентов и была статистически значимо выше, чем у здоровых жителей той же местности (2,05 ± 1,83%; U_M-W = 68077,00_; р = 0,000001; c коррекцией на конфаундеры: p_adj = 0,004). У 8 больных РЛ были зарегистрированы rogue cells (клетки со множественными перестройками обменного типа), тогда как в группе здоровых жителей той же местности таких клеток выявлено не было. У пациентов с rogue cells по сравнению с больными РЛ, не имеющими таких повреждений хромосом, была повышена частота метафаз с единичными аберрациями хромосом (3,74 ± 1,24; Ме: 3,40 против 3,00 ± 1,96; Ме: 3,00) и аберрациями хромосомного типа (1,58 ± 0,89; Ме: 1,65 против 0,97 ± 1,39; Ме: 0,50; р = 0,013627).

Цитогенетические методы исследования клеток костного мозга и периферической крови у лиц с онкогематологическими диагнозами широко используются для диагностики заболеваний и оценки их степени тяжести. Разнообразие методов окраски хромосом позволяет наиболее полно оценить генетические аномалии, что важно для определения тактики лечения и прогноза течения заболеваний. Поскольку лаборатории часто ограничены в финансовых средствах, важно выработать подходы для выбора цитогенетического метода анализа. Цель настоящей работы заключалась в анализе цитогенетической патологии в клетках костного мозга у лиц с хроническими формами лейкозов с применением трех методов окраски, что позволило сформировать методологию цитогенетического исследования для разных групп заболеваний (хронический миелолейкоз, хронический лимфолейкоз, множественная миелома, первичный миелофиброз). В работе были использованы: дифференциальное GTG-окрашивание, 24-цветный FISH. У лиц с хроническим лимфолейкозом (ХЛЛ) препараты окрашивались с использованием локусспецифичных зондов: ATM(11q22)/TP53(17p13) и DLEU(13q14)/LAMP(13q34)/cen12(12p11.1;12q11.1). Результаты исследования позволили заключить: дифференциальное окрашивание позволяет выявить все структурные перестройки хромосом, но только при идеальном качестве препарата, что при работе с костным мозгом бывает не часто. Использование 24-цветного FISH позволяет выявить транслокации, даже если качество хромосом не очень хорошее. Метод хорошо зарекомендовал себя для поиска комплексных транслокаций. Коктейль локусспецифичных зондов при ХЛЛ показал высокие эффективность и скорость получения результатов. Цитогенетический анализ в динамике позволяет оценить особенности мутационного процесса в ходе лечения.

Туберкулез (ТБ) является глобальной проблемой здравоохранения как во всем мире, так и в нашей стране, особенно на территории Сибирского федерального округа и Дальнего Востока. Общеизвестным является факт наличия генетических факторов, влияющих на предрасположенность к ТБ. Целью данной работы было изучение роли полиморфизмов генов системы IL-12/IFN-g в развитии разных клинических форм ТБ. Исследование проведено в выборке русских жителей г. Томска: больные ТБ (n = 331) и здоровые доноры (n = 279). Среди больных были выделены подгруппы пациентов с первичным (n = 61) и вторичным (n = 270) ТБ, а также пациенты с инфильтративной (n = 155) и диссеминированной формами (n = 68) ТБ. Показана ассоциация аллеля А и генотипа AA гена STAT1 (rs2066797) с развитием вторичного ТБ (p = 0,0097). Кроме того, установлена ассоциация аллеля С и генотипа СС гена IL12RB1 (rs17882555) с развитием инфильтративной формы заболевания (p<0,001). Полученные результаты свидетельствуют о различиях в генетической подверженности отдельным клиническим формам ТБ.

Фибродисплазия оссифицирующая прогрессирующая (ФОП, FOP, MIM 135100) - редкое аутосомно-доминантное наследственное заболевание (частота 1:2000000), характеризующееся врожденной костной патологией и прогрессирующим гетеротопическим окостенением мягких тканей больного. Патологический процесс имеет непредсказуемый прогрессирующий характер с возникновением новых костных образований. Формирование патологических оссификатов происходит в различных частях тела, в местах травмирования мышечной и соединительной ткани. За развитие ФОП ответственны мутации, возникающие в гене ACVR1 . Немногочисленные работы в российской научной литературе, посвящены клиническим признакам и особенностям течения ФОП. Целью данного исследования является обобщение результатов, полученных в результате проведения ДНК-диагностики ФОП у российских пациентов. Результаты молекулярно-генетического исследования причин возникновения ФОП в России представлены впервые. В лаборатории ДНК-диагностики Медико-генетического научного центра с 2009 года проводится поиск мутаций в гене ACVR1. Молекулярную причину заболевания удалось установить у 28 из 72 обследованных неродственных пробандов.

Фенотипические проявления транслокаций Х;аутосома, в отличие от транслокаций аутосома;аутосома, часто зависят от нескольких факторов: расположения точек разрыва на обеих хромосомах и особенностей инактивации Х-хромосомы. Благодаря развитию молекулярно-цитогенетических и генетических методов в настоящее время мы можем более детально исследовать каждый конкретный случай таких транслокаций, что позволяет глубже понять причины проявления патологического фенотипа. Цель исследования - оценить влияние инактивации Х-хромосомы на клинические проявления различных транслокаций Х;аутосома. С использованием матричной сравнительной геномной гибридизации (aCGH, 8х60K, Agilent Technologies) и метилчувствительной ПЦР проанализированы хромосомные мутации и уточнены точки разрыва, а также оценен характер инактивации Х-хромосомы у трех пациенток женского пола с различными транслокациями X;аутосома. В случае несбалансированной транслокации 46,X,t(X;3)(p11.3;q21.3) инактивация Х-хромосомы оказывает протективное действие на фенотип, тогда как сбалансированная транслокация 46,X,t(X;9)(q22;q13) у второй пациентки проявляется тяжелыми клиническими симптомами вследствие возможной частичной функциональной моносомии хромосомы 9. Кроме того, на фенотип пациентки может оказывать влияние дополнительная микроделеция, выявленная в субсегменте 22q11.22 методом aCGH. И, наконец, в случае, когда в транслокации 46,X,t(X;10)(p22.2;q11.2) задействован дистальный район короткого плеча Х-хромосомы, процесс инактивации не связан с фенотипом пациента, так как регион Xp22.2 избегает инактивации. Для детального анализа фенотипических проявлений транслокаций Х;аутосома необходим комплексный подход, включающий цитогенетические, молекулярно-цитогенетические методы анализа структуры хромосом и анализ характера инактивации Х-хромосомы.

Сравнение молекулярных кариотипов внеклеточной ДНК из внутриполостной жидкости бластоцисты, клеток эмбриобласта и трофэктодермы открывает новые перспективы для изучения цитогенетических механизмов формирования числовых хромосомных нарушений в преимплантационном периоде развития человека. Кроме того, такой анализ позволяет оценить диагностическую ценность внеклеточной ДНК как дополнительного источника информации об эмбриональном кариотипе при преимплантационной генетической диагностике. Цель исследования - сравнительное молекулярно-цитогенетическое кариотипирование эмбриобласта, трофэктодермы и внеклеточной ДНК из внутриполостной жидкости бластоцисты. Методами метафазной и микроматричной сравнительной геномной гибридизации проанализировано 29 бластоцист человека 5 дня развития. Внеклеточная ДНК была успешно амплифицирована в 86,2% (25/29) образцов. По результатам анализа трофэктодермы, эмбриобласта и внеклеточной ДНК, бластоцисты были эуплоидными в 31%, 36% и 28% случаев соответственно. Лишь 3 бластоцисты из 29 (10,3%) имели нормальный кариотип по данным анализа всех трех образцов. Всего было выявлено 175 анеуплоидий, при этом трисомии, моносомии, частичные три- и моносомии встречались с частотой 47,4%, 46,9%, 5,1% и 0,5% соответственно. Отмечено преобладание трисомий в эмбриобласте, недоступном для преимплантационного генетического скрининга. Хромосомный мозаицизм выявлен в 14 обследованных бластоцистах (48,2%), а в 44,8% бластоцист описаны реципрокные анеуплоидии, представленные сочетанием трисомии и моносомии по одной паре гомологичных хромосом. Всего зафиксировано 25 реципрокных анеуплоидий, в формирование которых было вовлечено 50 из 175 анеуплоидий (28,5%). Таким образом, внеклеточная ДНК может быть успешно амплифицирована и проанализирована современными молекулярно-цитогенетическими методами. Результаты сравнительного молекулярного кариотипирования внеклеточной ДНК, клеток эмбриобласта и трофэктодермы в целом свидетельствуют о недооценке частоты анеуплоидных и мозаичных бластоцист. Установлено, что в 72,4% случаев молекулярные кариотипы эмбриобласта и трофэктодермы не являются идентичными, что говорит о невозможности прямой экстраполяции результатов преимплантационного генетического скрининга биопсированных клеток трофэктодермы на внутреннюю клеточную массу. Соответственно, внеклеточная ДНК в полости бластоцист человека может рассматриваться как важный дополнительный источник информации о кариотипе эмбриона при проведении преимплантационной генетической диагностики.