Молекулярно-генетическое исследование при окулофарингеальной миодистрофии (количество тринуклеотидных повторов гена PABPN1)

Окулофарингеальная миодистрофия (ОФМД) представляет собой наследственное поздно манифестирующее нейромышечное заболевание, которое проявляется прогрессирующими птозом и дисфагией. Распространенность заболевания составляет примерно 1 человек на 100,000 европейского населения.

В основе патогенеза ОФМД лежит увеличение количества GCN-повторов в первом экзоне гена PABPN1, который располагается на длинном плече 14 хромосомы (14q11.2) и кодирует полиаденилат-связывающий белок 1 (ПАСБ1). В подавляющем большинстве случаев (около 90%) имеет место аутосомно-доминантная гетерозиготная экспансия от 11 до 18 GCN-тринуклеотидных повторов, где N – любой нуклеотид (A/T/G/C), а каждый из четырех возможных кодонов добавляет аминокислоту аланин на N-конец экспрессируемого белка. Оставшиеся 10% приходятся на гомозиготную экспансию с одинаковым количеством повторов на каждой аллели, а также компаунд-гетерозиготную аберрацию с экспансией GCN[11–18] на одной аллели и GCN[11] - на второй. В норме количество GCN повторов в PABPN1 не превышает 10-ти. Размер экспансии напрямую коррелирует с тяжестью заболевания и имеет обратную корреляцию с возрастом его дебюта. Однако в отличие от большинства заболеваний, обусловленных экспансией тринуклеотидных повторов, при ОФМД отсутствует феномен антиципации, для которого характерно утяжеление симптоматики при передаче патогенного варианта из поколения в поколение. Обусловлено это стабильностью экспансии, в результате чего ее размер не изменяется при наследовании.

Кодируемый геном PABPN1 белок ПАСБ1 является широко распространенным ядерным белком, который участвует во множестве биологических процессов, в частности, в регуляции метаболизма РНК. Данный белок вовлечен в полиаденилирование и разрушение молекул мРНК, а также экспорт мРНК из ядра в цитоплазму. Кроме этого было показано, что ПАСБ1 участвует в регуляции сплайсинга, а также взаимодействует с рядом трансляционных факторов. При ОФМД экспансия GCN-повторов приводит к образованию аномального белка ПАСБ1 с полиаланиновой последовательностью на N-конце молекулы. Считается, что в основе патогенеза ОФМД может лежать как снижение функционирующего ПАСБ1, так и приобретение белком токсических свойств. Белок ПАСБ1 распространен повсеместно, однако симптоматика ОФМД ограничена проявлениями со стороны скелетной мускулатуры. Известно, что уровни ПАСБ1 в скелетной мускулатуре ниже, чем в других тканях. Более того, в норме при достижении среднего возраста начинается физиологическое снижение ПАСБ1 в мышцах. Однако у больных ОФМД количество ПАСБ1 опускается до критических значений значительно быстрее. По всей видимости, это объясняется склонностью аберрантного ПАСБ1 к агрегации, что дополнительно истощает количество доступного функционального белка. В других тканях изначальное количество ПАСБ1 выше, и возможное возрастное снижение данного белка в них не достигает критического уровня и, следовательно, не приводит к функциональным нарушениям. Причина, по которой уровни ПАСБ1 в скелетной мускулатуре ниже, чем в других тканях, до конца не ясна.

Клинически окулофарингеальная миодистрофия проявляется преимущественно птозом и дисфагией, дебютирующими в возрасте около 40-60 лет. Лишь в 5-10% случаев тяжелого течения ОФМД данная симптоматика появляется до 40 лет. По мере прогрессирования заболевания к имеющимся проявлениям может присоединиться проксимальная мышечная слабость нижних конечностей, а также ограничение взора вверх, атрофия языка, слабость мышц лица и аксиальной мускулатуры. Трудности с глотанием являются фактором, определяющим прогноз течения заболевания, поскольку повышают риск развития потенциально угрожающей жизни аспирационной пневмонии.

Интерпретация

Диагностика окулофарингельной миодистрофии основана на выявлении экспансии тринуклеотидных GCN-повторов в первом экзоне гена PABPN1, располагающегося на длинном плече 14 хромосомы и кодирующего полиаденилат-связывающий белок 1 (ПАСБ1).

Существует несколько генетических форм данной патологии: аутосомно-доминантная форма, которая представлена гетерозиготным и гомозиготным вариантами, а также аутосомно-рецессивная гомозиготная форма. При аутосомно-доминантной гетерозиготной форме заболевания имеется 50% риск развития заболевания у потомков. При аутосомно-доминантной гомозиготной форме заболевания риск развития ОФМД у потомков составляет 100%. При аутосомно-рецессивной гомозиготной форме - риск развития заболевания у потомков крайне низок. Уровень пенетрантности зависит от возраста, составляет около 6% в возрасте 40-49 лет и достигает 100% к 70 годам. Для ОФМД не характерен феномен антиципации, однако, размер экспансии коррелирует с тяжестью симптоматики, уровнем пенетрантности и временем первых проявлений заболевания.

Наличие экспансии тринуклеотидных GCN-повторов в гене PABPN1 определяется с помощью методов ПЦР и фрагментного анализа, в соответствии с рекомендациями European Molecular Genetics Quality Network от 2010 года.

 Критерии оценки GCN -повторов по результатам фрагментного анализа