Молекулярно-генетическое исследование при миотонической дистрофии 1 типа (количество нуклеотидных повторов гена DMPK)

Миотоническая дистрофия 1 типа (МД1) представляет собой аутосомно-доминантную наследственную миотоническую дистрофию, ассоциированную со множественными системными нарушениями. 

Распространенность МД1 составляет около 1:20,000 населения.

В основе патогенеза данного заболевания лежит гетерозиготная экспансия CTG-повторов в 3'-нетранслируемом, но транскрибируемом участке гена DMPK, расположенного на длинном плече 19-ой хромосомы (19q13.32), который кодирует миотонин протеинкиназу (МПК). Нормальное количество CTG-повторов на данном участке составляет менее 34. Экспансия от 35 до 49 CTG-тринуклеотидных повторов является умеренной (премутация), клинических проявлений при данном количестве повторов не описано, однако имеется риск увеличения размера экспансии при передаче ее потомству. Диагноз МД1 подтверждается в случае, когда экспансия составляет 50 и более повторов. Известно, что размер экспансии коррелирует с тяжестью клинической картины и временем появления первых симптомов. При наиболее тяжелых формах заболевания, в том числе – при врожденной, описаны аллели, содержащие до 6500 повторов. Также для данного заболевания характерен феномен антиципации, который характеризуется утяжелением симптоматики и более ранним дебютом заболевания у потомков при передаче патогенной аллели из поколения в поколение. Обусловлен данный феномен нестабильностью экспансии и возможностью увеличения ее размера в процессе гаметогенеза.

Продукт гена DMPK – белок МПК экспрессируется повсеместно, однако наиболее распространен в гладкой и скелетной мускулатуре, а также в клетках миокарда. В норме данный белок вовлечен во множество биологических процессов, в том числе – в фосфорилирование белков, транспорт ионов натрия и кальция, регуляцию сердечной проводимости и сократимости скелетных мышц. При МД1 с гена DMPK транскрибируется мутантный мРНК-транскрипт, содержащий CUG-повторы, которые формируют структуры по типу «шпилек». Данные структуры связываются с белками семейства MBNL (muscleblind-like), участвующими в сплайсинге, и аккумулируются в виде внутриядерных включений. Таким образом, экспансия в гене DMPK приводит к нарушению регуляции сплайсинга ряда генов. Кроме того, в основе патогенеза, вероятно, играет роль приобретенная токсичность мутантного транскрипта.

Повсеместная распространенность белка МПК объясняет широкую вариабельность фенотипов заболевания. Клинические проявления МД1 включают нарушения со стороны многих органов и систем, включая скелетную и гладкую мускулатуру, органы зрения, эндокринную, сердечно-сосудистую и центральную нервную системы. Спектр фенотипов включает легкую, классическую и врожденную (конгенитальную) формы заболевания. Легкая форма характеризуется наличием катаракты и легкой миотонии, дебютирует в возрасте от 20 до 70 лет, а продолжительность жизни пациентов с данной формой заболевания не изменена. Количество повторов при легкой форме составляет, как правило, 50-100. Классическая форма характеризуется мышечной слабостью, миотонией, катарактой, нарушениями сердечной проводимости и ритма. Данная форма заболевания проявляется раньше – в возрасте 10-30 лет и является инвалидизирующей. Для классической формы типична экспансия размером 100-1000 CTG-тринуклеотидных повторов. Врожденная, или конгенитальная, форма, в свою очередь, характеризуется тяжелой гипотонией и генерализованной мышечной слабостью с рождения. Также для этой формы характерны частые респираторные осложнения и ранний летальный исход. Большинство пациентов с врожденной формой МД1 имеют аллель, содержащую экспансию более 1000 повторов. Кроме того, МД1 классифицируют на основе возраста дебюта заболевания и выделяют конгенитальную, младенческую, ювенильную, взрослую формы, а также МД1 с поздним началом.

Интерпретация

Заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу, то есть имеется 50% риск развития заболевания при наследовании патогенной аллели от одного из родителей. Для миотонической дистрофии 1 типа характерен феномен антиципации. Кроме того, пенетрантность заболевания довольно высокая и достигает 100% к 50 годам. Размер экспансии коррелирует с тяжестью симптоматики, уровнем пенетрантности и временем первых проявлений заболевания. Известно, что размер экспансии может увеличиваться во время гаметогенеза, что в ряде случаев приводит к наследованию экспансии с большим количеством повторов, утяжелению симптоматики и более раннему дебюту заболевания у потомков.

Наличие экспансии тринуклеотидных CTG-повторов в локусе 19q13.32 определяется с помощью методов ПЦР-тройных повторов и фрагментного анализа, в соответствии с рекомендациями American College of Medical Genetics от 2014 года, а также European Molecular Genetics Quality Network от 2013.

Критерии оценки CТG-повторов по результатам фрагментного анализа