Метилирование ДНК в Израиле

Метилирование ДНК — присоединение небольших химических меток (метильных групп) к определённым участкам ДНК. Эти метки не меняют сам генетический код, но управляют активностью генов: как правило, метилирование «выключает» ген, подавляя его работу. Это один из главных механизмов эпигенетики — надстройки над геномом, которая определяет, какие гены работают в конкретной клетке и в конкретный момент.

В отличие от последовательности ДНК, профиль метилирования меняется в течение жизни — под влиянием возраста, среды, питания, болезней. Его нарушения участвуют в развитии опухолей и лежат в основе болезней импринтинга, а анализ метилирования из исследовательского инструмента постепенно стал клиническим тестом — правда, далеко не для всего, что о нём пишут.

Содержание
Как это работает · Методы анализа · Клиническое применение · На уровне исследований · Хадасса

Как это работает

Механизм

Специальные ферменты (ДНК-метилтрансферазы) присоединяют метильные группы к цитозину — чаще всего в участках, регулирующих активность генов. Метилирование регуляторной области обычно подавляет ген; снятие меток возвращает его в работу. Так одна и та же ДНК даёт сотни разных типов клеток

Импринтинг

Для небольшой группы генов активность зависит от того, от кого из родителей унаследована копия: материнская и отцовская несут разные метильные метки. Нарушение этих меток приводит к болезням импринтинга — даже при полностью нормальной последовательности ДНК

Методы анализа

Бисульфитная конверсия

Основа большинства методов: обработка ДНК бисульфитом натрия превращает неметилированные цитозины в урацил, а метилированные остаются неизменными. Последующее секвенирование или ПЦР позволяет прочитать статус каждого сайта метилирования

Конкретные технологии

Метил-специфичная ПЦР и пиросеквенирование — для отдельных генов и участков (например, статус конкретного промотора); метилирование-чувствительные рестриктазы и MS-MLPA — в диагностике импринтинг-синдромов; полногеномные метилирующие чипы — для профилирования сразу сотен тысяч сайтов, на них построена современная классификация опухолей

Клиническое применение

Болезни импринтинга

Анализ метилирования — тест первой линии при подозрении на синдром Прадера-Вилли (выявляет более 99% случаев) и синдром Ангельмана. При синдроме Ангельмана он выявляет около 80% случаев — обусловленных делецией, однородительской дисомией или дефектом импринтинга; при нормальном профиле метилирования диагноз полностью не исключается, поскольку возможны патогенные варианты гена UBE3A, требующие отдельного секвенирования. Анализ метилирования применяется также при синдромах Беквита-Видемана и Сильвера-Рассела

Опухоли мозга

Наиболее прочно вошедшее в практику онкологическое применение. Статус метилирования промотора гена MGMT при глиобластоме предсказывает ответ на химиотерапию темозоломидом и входит в стандартную молекулярную характеристику опухоли. Кроме того, полногеномные профили метилирования стали инструментом классификации опухолей ЦНС: по «метилирующему отпечатку» уточняется тип опухоли в сложных и спорных случаях, и этот подход закреплён в действующей классификации ВОЗ

Другие опухоли

Гиперметилирование промоторов генов-супрессоров «выключает» противоопухолевую защиту — это один из универсальных механизмов канцерогенеза. На выявлении опухолевого метилирования в крови и других биологических жидкостях построены тесты ранней диагностики и мониторинга; часть из них уже применяется (например, при колоректальном раке), многие — на стадии клинической проверки

Эписигнатуры при наследственных синдромах

У ряда наследственных синдромов есть характерный «отпечаток» метилирования по всему геному — эписигнатура. Такой анализ помогает интерпретировать варианты неясного значения и подтверждать диагноз, когда стандартное генетическое тестирование не дало однозначного ответа; применение этого подхода в клинике расширяется

На уровне исследований

Психические расстройства

Изменения метилирования описаны при депрессии, шизофрении, расстройствах аутистического спектра — в генах нейротрансмиссии и развития мозга. Это важное направление науки, но диагностических тестов метилирования для психических заболеваний в клинической практике нет

Эпигенетический возраст

По профилю метилирования можно рассчитать «биологический возраст» организма («эпигенетические часы»); его ускорение статистически связано с риском возраст-ассоциированных заболеваний. Коммерческие тесты доступны, однако индивидуальный результат пока не имеет установленного клинического значения — медицинские решения на его основе не принимаются

Диагностика в «Хадассе»

Эпигенетические тесты в «Хадассе» применяются там, где они реально меняют тактику. При подозрении на синдромы импринтинга и другие наследственные состояния обследование координируется с отделением генетики и метаболических заболеваний, которое возглавляет проф. Тамар Харель: выбор теста — от анализа метилирования конкретной области до расширенного секвенирования — определяется клинической картиной. При опухолях головного мозга молекулярная характеристика, включая статус MGMT, входит в обследование, на основании которого нейроонкологический консилиум планирует лечение.

Заочный разбор документов особенно уместен в трёх ситуациях: у ребёнка синдромальный фенотип (особенности развития, мышечный тонус, пищевое поведение), а стандартное генетическое обследование не дало ответа — для решения вопроса об эпигенетическом тестировании; установлен диагноз опухоли мозга, и семье важно понять, выполнена ли молекулярная характеристика в необходимом объёме; результаты уже выполненных эпигенетических тестов вызывают вопросы интерпретации.

Консультация по вашему случаю

Что полезно прислать:

описание клинической ситуации: что послужило поводом для обследования
результаты уже выполненных генетических тестов (кариотип, хромосомный микроматричный анализ, панели, экзом) с заключениями лаборатории
при подозрении на синдром у ребёнка — выписки педиатра, невролога, эндокринолога и сведения о развитии
при опухоли мозга — гистологическое заключение и результаты молекулярных исследований, если выполнялись
семейный анамнез, если есть похожие случаи у родственников

По этим материалам врачи оценивают, какое эпигенетическое или генетическое тестирование целесообразно в конкретной ситуации и что оно изменит в тактике. Координатор отвечает в течение одного рабочего дня. Общение возможно на русском языке.

Написать в WhatsApp Telegram info@hds.org.il

Страница носит справочный характер, помогает подготовить вопросы к лечащему врачу и не содержит указаний по лечению. Показания к эпигенетическому тестированию и интерпретация его результатов определяются лечащим врачом и генетиком индивидуально, в контексте клинической картины.

Врачи клиники

Тамар Харэль Генетик

Все врачи

Заболевания

Синдром Прадера-Вилли

Пошаговое руководство

Ежегодно тысячи пациентов из разных стран мира приезжают на лечение в Израиль, в университетскую клинику «Хадасса», в связи с самым различными случаями.

Подробнее

Координатор «Хадассы» поможет подобрать врача

Остались вопросы?

Напишите нам и мы свяжемся с вами в течение ближайшего времени и ответим на все интересующие вопросы