Исследование генетических полиморфизмов, ассоциированных с нарушением фолатного цикла

Фолатный цикл -это сложный каскадный процесс, представляющий собой цикл ферментативных взаимопревращений производных фолиевой кислоты, который затрагивает базовые пути метаболизма клетки. Фолаты в организме выполняют следующие важные функции: участвуют в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, пуринов, пиримидинов, в метилировании ДНК и РНК, стимулируют эритропоэз, способствуют развитию плода, способствует нормальному созреванию и функционированию плаценты.

Ключевой реакцией в данном цикле является синтез метионина из гомоцистеина. При участии фермента метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR) происходит восстановление 5,10-метилентетрагидрофолата до 5-метилтетрагидрофолата, несущего метильную группу, которая необходима для превращения гомоцистеина в метионин. Метильная группа переносится на витамин B12, который затем отдает ее гомоцистеину, образуя метионин с помощью фермента метионин-синтазы (MTR). Для поддержания активности метионин-синтазы необходимо восстановительное метилирование с помощью фермента метионин-синтаза-редуктазы (MTRR).

Нарушения, связанные с фолатным циклом, обусловлены эндогенными и экзогенными факторами. К экзогенным относят несбалансированное питание – особенности диеты (недостаточное поступление фолатов и витаминов группы В с пищей) и употребление алкоголя (алкоголь является антагонистом фолиевой кислоты вследствие ингибирования синтеза переносчика фолатов и снижения скорости запасания фолатов в печени и почках). К эндогенным факторам относят недостаточное усвоение организмом фолатов, а также дефекты в генах фолатного обмена(MTHFR, MTR и MTRR).

Ген MTHFR кодирует аминокислотную последовательность фермента метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), играющего ключевую роль в метаболизме фолиевой кислоты. Полиморфизмы rs1801133 (происходит замена цитозина (С) в позиции 677 на тимин (T)) и rs1801131(замена нуклеотида аденина (A) на цитозин (С) в позиции 1298) ассоциированы с сниженной активностью фермента MTHFR.

Ген MTRR кодирует аминокислотную последовательность фермента метионин-синтазы редуктазы (MTRR), катализирующего реакции, связанные с переносом метильной группы. Одной из функций MTRR является обратное превращение гомоцистеина в метионин. Полиморфизм rs1805087 (66 A > G) ассоциирован со сниженной активностью данного фермента.

Ген MTR кодирует аминокислотную последовательность фермента метионин синтазы (MTR) — одного из ключевых ферментов обмена метионина, катализирующего образование метионина из гомоцистеина. Полиморфизм rs1805087 (2756 A > G) связан с аминокислотной заменой (аспарагиновой кислоты на глицин) в молекуле фермента MTR. В результате этой замены функциональная активность фермента изменяется.

Данные генетические дефекты обусловливают сниженную активность ферментов фолатного цикла, чтo приводит к избыточному накоплению гомоцистеина в крови и нарушению процессов метилирования в клетке.

Интерпретация

Выполняется определение полиморфизмов rs1801133(677C>T), rs1801131(1298 A>C) в гене MTHFR, rs1805087 (66 A > G) в гене MTRR, rs1805087 (2756 A > G) в гене MTR методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. В гене MTHFR в позиции 677 нормальным генотипом является С/С. Формирование генотипа T/T ассоциировано с выраженным снижением активности фермента. В позиции 1298 нормальным генотипом является A/A. Формирование генотипа A/С или С/С обуславливает снижение активности метилентетрагидрофолатредуктазы. В гене MTR в позиции 2756 нормальным генотипом является A/A. У носителей генотипа A/G или G/G наблюдается сниженная активность метионин синтазы. В гене MTRR в позиции 66 нормальным генотипом является A/A. Генотип A/G или G/G приводит к снижению активности метионин-синтазы редуктазы.

1. Ткаченко О. Ю., Лапин С. В., Мазинг А. В., Лазарева Н. М., Шмонин А. А., Соловьев Л. Н., Бондарева Е. А., Сельков С. А., Чепанов С. В., Тотолян А. А. Сравнительный анализ иммунологических методов детекции антифосфолипидных тел.  Клиническая лабораторная диагностика №1 2017, стр.: 40 – 44
2. Г. А. Березовская, Н. Н. Петрищев, Л. П. Папаян, М. А. Карпенко, О. А. Смирнова, Т. В. Лазовская, О. С. Напалкова. Интенсивность образования тромбина у больных ишемической болезнью сердца после коронарного стентирования. Специализированный медицинский журнал Атеротромбоз, 2–2015. 
3. О. С. Напалкова, В. Л. Эмануэль, М. А. Карпенко, Т. В. Вавилова, Г. А. Березовская, А. Н. Яковлев, В. А. Юдина, Е. Ю. Васильева, С. В. Лапин, А. В. Тишков. Тест генерации тромбина в оценке риска повторной операции реваскуляризации миокарда. Тромбоз, гемостаз и реология, № 1 (65), февраль 2016 г.
4. Veronica Mezhov , Julian D. Segan , Huyen Tran, Flavia M Cicuttini. Antiphospholipid syndrome: a clinical review. Med J Aust. 2019 Aug 211(4):184-188.
5. Соловьева Л.Н., Шмонин А.А., Эмануэль Ю.В., Столяров М.С., Бондарева Е.А., Мазинг А.В., Лазарева Н.М., Холопова И.В., Блинова Т.В., Харитонова Т.В., Лапин С.В., Эмануэль В.Л., Мельникова Е.В. Клинико-лабораторные маркеры атеросклероза у пациентов с атеротромботическим инсультом.  Клиническая лабораторная диагностика. 2015. №10. С.12-16.
6. Karen Schreiber, Savino Sciascia, Philip G. de Groot, Katrien Devreese, Soren Jacobsen, Guillermo Ruiz-Irastorza, Jane E. Salmon, Yehuda Shoenfeld, Ora Shovman, Beverley J. Hunt . Antiphospholipid syndrome. Nature Reviews Disease Primers volume 4, Article number: 17103 (2018)