Комплексное молекулярно-генетическое исследование при нарушениях в фолатном цикле (гены MTHFR, MTRR, MTR)

Фолатный цикл – каскадный процесс, представляющий собой цикл ферментативных превращений производных фолиевой кислоты. Ключевой реакцией фолатного цикла цикле является синтез метионина из гомоцистеина при участии фермента метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR). Также в данном цикле задействованы ферменты метионин-синтаза (MTR) и метионин-синтаза-редуктаза (MTRR). Фолаты участвуют в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, пуринов, пиримидинов, метилировании ДНК и РНК, стимулируют эритропоэз, способствуют внутриутробному развитию плода, нормальному созреванию и функционированию плаценты. Нарушения фолатного цикла обусловлены эндогенными и экзогенными факторами. К экзогенным относят несбалансированное питание (недостаточное поступление фолатов и витаминов группы В с пищей) и употребление алкоголя (алкоголь является антагонистом фолиевой кислоты). К эндогенным факторам относят недостаточное усвоение организмом фолатов, а также дефекты в генах фолатного обмена (MTHFR, MTR и MTRR).

Ген MTHFR кодирует фермент метилентетрагидрофолатредуктазу, участвующий в превращении гомоцистеина в метионин при наличии кофакторов – пиридоксина (витамина В6), цианокобаламина (витамина В12) и субстрата – фолиевой кислоты. Активность фермента может снижаться в результате нуклеотидных замен в кодирующем его гене, вследствие этого нарушается метаболический путь превращения гомоцистеина и его содержание в плазме крови увеличивается. Полиморфизмы в гене MTHFR – наиболее частая причина развития гипергомоцистеинемии. Увеличение концентрации гомоцистеина повышает риск атеросклероза и тромбозов, акушерской патологии. Гипергомоцистеинемия может явиться причиной таких осложнений беременности, как преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, прерывание беременности, хроническая внутриутробная гипоксия плода и преэклампсия. Риск их развития повышается в сочетании с другими формами тромбофилии (патогенные варианты гена протромбина, фактора V Лейден и др.).

Наиболее частые полимфорфизмы в гене MTHFR: 677 C>T и 1298 A>C. Полиморфизм MTHFR 677 C>T ассоциирован с сердечно-сосудистыми заболеваниями, дефектами развития плода, колоректальной аденомой, раком молочной железы и яичников, умственным и физическим отставанием в развитии, депрессией, диабетом и другими заболеваниями; у носителей генотипа Т/Т в 3 раза повышен риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Дефицит MTHFR способствует тератогенному (повреждающему плод) и мутагенному (повреждающему ДНК) действию из-за нарушения процессов метилирования ДНК. При наличии полимфорфизма MTHFR 677 C>T у носительниц аллеля Т во время беременности, как правило, наблюдается дефицит фолиевой кислоты, что может приводить к дефектам развития нервной трубки у плода. В сочетании с генотипом GG по измененному варианту гена MTRR (66A>G полиморфизм) Т/Т-генотип MTHFR ассоциирован с более чем двукратным повышением риска хромосомных аномалий и нарушений развитий нервной системы у плода. Исследования показали, что приём фолиевой кислоты стабилизирует термолабильный фермент, нейтрализуя тем самым его негативное действие.

Ген MTRR кодирует цитоплазматический фермент метионин синтаза редуктазу (МСР), играющую важную роль в синтезе белка и участвующую в большом количестве биохимических реакций, связанных с переносом метильной группы. Одной из функций МСР является обратное превращение гомоцистеина в метионин. Полиморфизм гена MTRR 66A>G приводит к снижению активности фермента, что увеличивает риск патологии плода (дефект нервной трубки). При сочетании неблагоприятных вариантов генов MTRR и MTHFR увеличивается риск spina bifida. Наличие генотипа G/G по гену MTRR у матери в 2,5 раза увеличивает вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна. Присутствие в генотипе аллеля G гена MTRR может также приводить к повышенному накоплению гомоцистеина и к микроциркуляторным и тромботическим осложнениям при различных заболеваниях. Влияние полиморфизма усугубляется дефицитом витамина В12.

Ген MTR кодирует цитоплазматический фермент метионин синтазу (альтернативное название – 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин S-метилтрансфераза). Катализирует повторное метилирование гомоцистеина с образованием метионина, в качестве кофактора выступает кобаламин (предшественник витамина В12). Наиболее часто встречается полиморфизм гена 2756A>G, в результате наблюдается снижение активности фермента, что приводит к нарушению метаболического пути превращения гомоцистеина и развитию гипергомоцистеинемии (см. выше). Аллель G ассоциирован с врождёнными аномалиями развития сердечно-сосудистой системы у плода; также он может являться причиной злокачественной трансформации клеток из-за нарушения в процессах метилирования ДНК (особенно это выражено у пациентов с генотипом G/G).

Интерпретация результатов:

Оценка генотипа по маркеру MTHFR 677C>T:

• С/С – нормальная активность фермента

• C/T, Т/Т –сниженная активность фермента

Оценка генотипа по маркеру MTHFR 1298 A>C:

• A/A – нормальная активность фермента

• A/С или С/С – сниженная активность фермента

Оценка генотипа по маркеру MTRR 66A>G:

• А/А – нормальная активность фермента

• A/G – сниженная активность фермента

• G/G – значительно сниженная активность фермента

Оценка генотипа по маркеру MTR 2756A>G:

• А/А – нормальная активность фермента

• A/G – сниженная активность фермента

• G/G – значительно сниженная активность фермента

Интерпретация результатов исследования должна проводиться врачом в комплексе с прочими генетическими, анамнестическими, клиническими и лабораторными данными.