Информации

PAH генска мутација

PAH генска мутација


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Анализата на ДНК на генот на фенилаланин хидроксилаза (PAH) кај пациент со фенилкетонурија откри мутација во протеинскиот кодирање чијшто предвиден ефект би бил замена на аминокиселината аспарагинска киселина со хистидин. Како и да е, не можеше да се најде мутантен протеин во клетките на пациентот. Како може да биде ова како што е мутацијата во протеинскиот кодирање регион, може ли некој да објасни?


Во однос на начинот на кој е формулиран прашањето, претпоставувам дека најверојатниот одговор би бил дека замената на аминокиселината D > H го нарушува превиткувањето на протеинот така што тој се препознава како аберрантен и брзо се разградува.


Постојат многу можни причини за ова, двете најочигледни се:

  1. Алтернативно спојување. Можеби мутацијата е навистина во областа на кодирање, но на егзон што не е конститутивно изразен. Како резултат на тоа, поголемиот дел од транскриптите создадени од овој ген нема да ја содржат мутацијата, а ниту протеинот што произлегува од нив.

  2. Објавете преводни модификации. Протеините со мутацијата всушност може да се произведат, но хистидинот се менува во аспарагинска киселина со посттралациона модификација, така што мутацијата не е забележлива во протеините на клетката.


Фенилкетонурија

Фенилкетонурија (PKU) е наследна грешка на метаболизмот предизвикана од недостаток на ензимот фенилаланин хидроксилаза. Губењето на овој ензим резултира со ментална ретардација, оштетување на органите, невообичаено држење на телото и може, во случаи на PKU кај мајката, сериозно да ја загрози бременоста.

Класичното PKU е автосомно рецесивно нарушување, предизвикано од мутации во двата алели на генот за фенилаланин хидроксилаза (PAH), кој се наоѓа на хромозомот 12. Во телото, фенилаланин хидроксилазата ја претвора амино киселината фенилаланин во тирозин, друга аминокиселина. Мутациите во двете копии на генот за PAH значат дека ензимот е неактивен или помалку ефикасен, а концентрацијата на фенилаланин во телото може да се зголеми до токсични нивоа. Во некои случаи, мутациите на PAH ќе резултираат со фенотипски блага форма на PKU наречена хиперфенилаланемија. Двете болести се резултат на различни мутации во локусот на PAH во оние случаи кога пациентот е хетерозиготен за две мутации на PAH (т.е. секоја копија од генот има различна мутација), ќе доминира поблага мутација.

Една форма на PKU е откриена кај глувци, а овие модел организми ни помагаат подобро да ја разбереме болеста и да најдеме третмани против неа. Со внимателен надзор на исхраната, децата родени со PKU можат да водат нормален живот, а мајките кои ја имаат оваа болест можат да раѓаат здрави деца.


Генетско тестирање и советување за идиопатска и фамилијарна пулмонална артериска хипертензија (ПАХ)

Овде е даден краток опис на болеста и генетско тестирање, а на крајот се наведени извори за поопширни информации.

Што е фамилијарен ПАХ?

Кај идиопатската пулмонална артериска хипертензија (IPAH), порано наречена примарна пулмонална хипертензија (PPH), постои блокирање на протокот на крв низ малите артерии во белите дробови. Болеста се јавува почесто кај жените и може да започне на која било возраст. Повеќето пациенти со ИПАХ немаат познати засегнати роднини и се вели дека имаат спорадични IPAH. Се вели дека имаат пациенти со ИПАХ кои имаат еден или повеќе крвни сродници со ИПАХ фамилијарен PAH (FPAH). Се проценува дека неколку стотици семејства во САД имаат FPAH. Понекогаш е тешко да се препознае дека ПАХ има семејна основа, бидејќи болеста може да прескокне генерации, што се случува кога родителите или бабите и дедовците на пациентот немаат ПАХ.

Што предизвикува фамилијарен ПАХ?

Во повеќето семејства, FPAH е предизвикана од наследна промена (мутација) во генетските насоки за создавање на протеин наречен коскено морфогенетски протеински рецептор 2 (BMPR2). Протеинот BMPR2 помага во регулирањето на растот на клетките во ѕидовите на малите артерии на белите дробови. Други фактори, веројатно генетски или еколошки, исто така се потребни за да се предизвика болеста бидејќи само околу 20% од поединците со мутација на BMPR2 некогаш развиваат IPAH. FPAH може да се појави на која било возраст и ги погодува жените речиси 3 пати почесто од мажите. Некои поединци во семејства со различна генетска состојба наречена Наследна хеморагична телеангиектазија (HHT), исто така, може да развијат IPAH, поради мутација на различен ген, наречен ALK1. Знаењето за гените кои предизвикуваат IPAH сè уште расте, па можно е други гени да придонесат и да бидат откриени во иднина.

Што е ген?

Гените се единици на генетски информации кои се пренесуваат од родителите на децата. Секој ген содржи упатства за создавање на еден или повеќе протеини кои му се потребни на телото. Гените контролираат сè за нас, вклучувајќи го и начинот на кој нашето тело расте и функционира. Сите ние добиваме целосен сет од околу 30.000 гени од секој од нашите родители. Затоа, имаме пар гени, по еден од секој родител, за да го направиме секој протеин, вклучувајќи го и протеинот BMPR2.

Како се наследува фамилијарниот PAH?

Секој нормален човек има пар BMPR2 гени во секоја клетка во нашето тело. Еден примерок е наследен од нашиот татко, а другиот е наследен од нашата мајка. Копијата на генот BMPR2 што ја наследуваме од секој родител се јавува по случаен избор, како превртување паричка. Доволна е мутација во само една копија (од мајка или татко) на парот BMPR2 гени за да предизвика FPAH кај детето.

Со едноставно набљудување може да се види дека секое лице од крвната линија на семејство со FPAH има севкупен ризик од околу 1 од 10, или 10%, да развие FPAH во текот на нивниот живот. Кога родителот има мутација на генот BMPR2, секое дете има 50% шанса да го наследи абнормалниот ген и 50% шанса да го наследи нормалниот ген. Ако детето го наследи нормалниот ген, тогаш ризикот за тоа дете е сличен на оној на општата популација, што е околу еден од милион за развој на ПАХ. Ако детето го наследи генот за абнормална болест, тоа не мора да значи дека ќе развие FPAH. Веројатноста за лице со BMPR2 мутација да развие FPAH се проценува на околу 20%, иако вистинскиот ризик може да биде различен во секое семејство. Со други зборови, 80 од 100 луѓе кои ќе наследат мутација на BMPR2 никогаш нема да развијат IPAH.

Идентификацијата на генетска мутација кај пациент кој веќе има ПАХ не влијае на нивната медицинска нега, така што овој резултат има важност само за нивното семејство.

Генот за BMPR2 е многу голем и во него се пронајдени многу различни мутации (>100). Во секое семејство на FPAH, една специфична мутација во BMPR2 е причина за FPAH кај секој пациент во тоа семејство, и секој пациент во тоа семејство ја има истата специфична мутација. Различни семејства имаат различни мутации на BMPR2. Да се ​​знае која специфична мутација е присутна во едно семејство е важно бидејќи го олеснува извршувањето на генетско тестирање за која било личност во тоа семејство. Тестирањето на еден дел од големиот BMPR2 ген за позната мутација е многу полесно отколку тестирањето за промени во целиот ген. Со други зборови, пребарувањето за грешка во цел телефонски именик би траело многу долго и грешката може да се пропушти, но барањето на правописот на одредено име (тестирање за позната мутација) е точно и лесно да се направи.

Која е причината за спорадична ИПАХ?

Причината за повеќето спорадични IPAH не е позната, но откриено е дека BMPR2 мутациите предизвикуваат спорадична IPAH кај 10% до 40% од пациентите со IPAH. Децата на пациенти со IPAH со BMPR2 мутации ги имаат истите ризици како и децата на лицата со фамилијарна PAH. Досега, повеќето луѓе со спорадична IPAH немаат откриена BMPR2 мутација.

Какво тестирање е достапно за луѓето изложени на ризик за фамилијарен ПАХ?

Медицинското тестирање покажува дали некое лице има знаци на PAH за време на тестирањето. Еден едноставен тест, ехокардиограм, е неинвазивен и безболен тест на срцето со звучни бранови кој често се користи за скрининг на PAH. Сепак, тоа може да биде скапо, не е секогаш точно и не предвидува дали некое лице ќе развие IPAH во иднина.

Генетското тестирање е лабораториско тестирање на ДНК, обично од примерок од крв. Тој бара мутација во генот. Резултатите од генетското тестирање може подобро да го дефинираат вистинскиот ризик за друг член на семејството да развие FPAH, особено кога е идентификувана мутација на BMPR2 кај пациент со PAH во истото семејство. Генетското тестирање не кажува дали некое лице има знаци на PAH.

Во моментов, BMPR2 мутации се идентификувани кај околу 80% од семејствата со FPAH. Информациите за тоа која специфична мутација е присутна во секое семејство може да бидат достапни од истражувачкиот тим. Доколку не се достапни информации за тоа која конкретна мутација на BMPR2 предизвикува болест во одредено семејство, тогаш е потребна ДНК од пациент со FPAH во тоа семејство за да се обиде да идентификува специфична мутација за нивното семејство.

Моето семејство е вклучено во истражувачки проект за фамилијарна ПАХ. Може ли да го добијам резултатот од мојот генетски тест од истражувачката лабораторија?

Според законот, дијагностичкото тестирање за генетски мутации може да се обезбеди само од специјално лиценцирани клинички лаборатории (одобрување CLIA). Овие прописи обезбедуваат ригорозна контрола на квалитетот во сите фази на анализа на примерокот и гарантираат дека тестот го врши целосно обучен персонал. Во моментов, повеќето универзитетски институционални одбори за ревизија (IRB) забрануваат откривање на резултатите добиени во истражувачка лабораторија на незасегнатите членови на семејството. Така, повеќето истражувачки лаборатории не можат да ги откријат резултатите од генетските тестови за одредени поединци, но лабораториите може да обезбедат информации што ги откриле за локацијата и видот на мутацијата на BMPR2 во одредена фамилија.

Како можам да добијам генетско тестирање за фамилијарна PAH?

Бидејќи може да има неочекувани ризици, неопходно е советување од експерти (советници за генетика) за да бидете целосно информирани. Советниците ќе разговараат за сите придобивки, недостатоци и ограничувања пред лицето да донесе одлука за генетско тестирање.

Ако некое семејство учествувало во истражувачка студија, можеби ќе сака да го контактира координаторот или директорот на истражувачката студија за да утврдат дали е идентификувана мутација на BMPR2 во нивното семејство.

Доколку е идентификувана мутација на генот BMPR2, координаторот на студијата за истражување може да помогне да се организира генетско советување. Советникот за генетика може да помогне во контакт со клиничка лабораторија која обезбедува генетско тестирање за мутации на BMPR2. Трошоците за тестирање ќе се разликуваат. Може да биде потребен примерок од крв од роднина со IPAH или FPAH. Точноста на тестирањето обично ќе биде поголема од 99%.

Доколку не е идентификувана мутација на генот BMPR2, лабораторијата може да го испита целиот ген и да се обиде да најде мутација. Ако се открие мутација, тогаш оваа информација може да се користи за тестирање на кој било член на семејството. Доколку не може да се најде мутација на генот BMPR2 во одредено семејство, тогаш генетското тестирање нема да обезбеди никакви информации за незасегнатите членови на семејството. Друг ген кој сè уште не е пронајден може да биде одговорен за PAH во тоа семејство.

Ако семејството не е вклучено во истражувачка група, можеби ќе сака да го контактира својот давател на примарна здравствена заштита или советник за генетика (видете ја листата подолу или веб-страницата на Националното здружение на генетски советници). Информациите за IPAH и лабораториите кои обезбедуваат тестирање може да се најдат на интернет.

Кој треба да направи генетско тестирање?

Оваа одлука е многу лична. По советувањето, секој човек треба да одлучи што е во негов најдобар интерес. На некои луѓе може да им биде корисно да ги прочитаат „добрите и лошите страни“ на тестирањето што се наведени подолу. Тие ќе бидат дополнително објаснети и детално дискутирани за време на генетското советување.

Некои можни придобивки од генетско тестирање за фамилијарен PAH

  • Ризикот за лице да развие FPAH е попрецизен, што може да ја намали несигурноста за нивното здравје. Проценките на ризикот на нивните деца се исто така поточни.
  • Ако се открие дека некое лице нема мутација BMPR2 за која е познато дека предизвикува FPAH во неговото семејство, може да се чувствува олеснето и безбедно да го прекине медицинскиот скрининг за FPAH.
  • Познавањето на резултатот може да помогне во планирањето на семејните или финансиските одлуки на една личност.

Некои можни недостатоци или ограничувања на генетското тестирање за фамилијарна ПАХ

  • Ако некое лице има мутација BMPR2 што предизвикува FPAH во неговото семејство, тие сè уште не знаат дали или кога ќе развијат FPAH. Препораките за медицински скрининг се исти како и пред да направат генетско тестирање.
  • Ако некое лице има фамилијарна BMPR2 мутација, може да се чувствува вознемирено, депресивно или вознемирено.
  • Едно лице може да има проблеми со купување на животно или здравствено осигурување ако нивното здравствено досие покажало дека ја наследило фамилијарната мутација на BMPR2.
  • Едно лице може да се чувствува виновно затоа што не ја наследило фамилијарната BMPR2 мутација и ја избегнало болеста, додека нивните роднини страдале од FPAH.
  • Во некои случаи, резултатите од генетскиот тест може да предизвикаат лутина, незадоволство или други проблеми кои можат да влијаат на семејните односи.

Дали децата можат да направат генетско тестирање за FPAH или IPAH?

Генетското тестирање кај децата под 18 години претставува сериозни етички прашања бидејќи законски тие не се во можност да донесат информирана одлука. Сепак, генетското тестирање може да има големо влијание врз нивната иднина. На пример, резултатите од генетското тестирање може да ја сменат сликата за себе и идните аспирации на детето. Тоа може да влијае и на односот помеѓу детето и родителите.

Поради овие причини, многу експерти силно препорачуваат да се избегнува генетско тестирање во детството, освен кога резултатите ќе обезбедат значителни медицински придобивки. И Американската академија за педијатрија и Американското здружение за хумана генетика објавија изјави во врска со вклучените етички прашања.

Во IPAH, досега нема доказ дека генетското тестирање во детството го подобрува долгорочниот медицински исход. Ако некое лице силно чувствува дека тестирањето би било корисно за нивното дете, можеби ќе сака да разговара за своите грижи со генетски советник и педијатриски лекар за пулмонална хипертензија или друг експерт.

Генетското тестирање има многу важни ефекти врз медицинските, социјалните и емоционалните аспекти од животот на една личност. Поради оваа причина, професионалното советување пред и по тестирањето е многу важно и е потребно од центрите за тестирање.

Во моментов, само неколку центри нудат генетско тестирање и професионално советување за пациентите со пулмонална артериска хипертензија и нивните семејства. Во овој момент, овие центри вклучуваат:

  • Универзитетот Колумбија
  • LDS болница и Универзитетот во Јута
  • Универзитетот Вандербилт

За да дознаете повеќе за генетско тестирање и PAH, можете да контактирате:

Универзитетот Колумбија
Венди Чунг, д-р, д-р, директор
212-851-5313
[email protected]

LDS болница / Универзитетот во Јута
Џенет Вилијамс, М.С.
Генетски советник
801-408-5057
[email protected]

Универзитетот Вандербилт
Вики Ханиг, М.С.
Советник за генетика
615-322-7601
[email protected]

Силно се препорачува и често се бара советување пред тестирањето. Тестирањето е достапно во следните клинички лаборатории:

Лабораторија за молекуларна биологија на Универзитетот Колумбија
Њујорк, Њујорк
Махеш М Мансукани, д-р, директор
212-305-2546

ЛДС болница
Солт Лејк Сити, Јута
Џон Карлквист, д-р, директор
801-408-1028

Лабораторија за молекуларна генетика на Универзитетот Вандербилт
Нешвил, ТН
Синди Вненкак-Џонс, д-р, директор
615-343-9074

GINA-Закон за недискриминација на генетски информации

Потпишан во законот на 21 мај 2008 година и им забранува на работодавачите и осигурителните компании да негираат вработување, унапредување и/или здравствено покритие врз основа на генетски информации.

Деталите за H. R. 493 може да се најдат на веб-страницата на Конгресната библиотека. Кликнете на Томас и внесете го бројот на сметката.

Изјави за политика:

Изјава за политика на ASHG/ACMG. Етички, правни и психосоцијални импликации на генетско тестирање кај деца и адолесценти. Am J Hum Genet 199557:1233-1241.

Комитет за биоетика на Американската академија за педијатрија. Изјава за политика: етички прашања со генетско тестирање во педијатријата. Педијатрија 2001107:1451-1455.

Референци и ресурси:


Веб-страница на GeneTests:
Оваа страница содржи резимеа на многу генетски состојби, вклучувајќи PPH. Исто така, има информации за контакт за клиниките и лабораториите за генетика со линкови до список на тестови што ги врши секоја лабораторија.

Веб-страница на Националното друштво на генетски советници: Оваа страница обезбедува информации за контакт за генетски советници во вашата област.

Регистар за генетско тестирање: Оваа страница од Националниот институт за здравство нуди детални информации за генетските тестови што ги доставуваат давателите на услуги.


Фенилкетонурија

Фенилкетонурија (PKU) е генетско метаболичко нарушување кое ги зголемува нивоата на фенилаланин во телото. Фенилаланин е еден од градежните блокови (амино киселини) на протеините. Луѓето не можат да направат фениланин, но тој е природен дел од храната што ја јадеме. Сепак, на луѓето не им е потребен целиот фениланин што го јадат, така што телото го претвора дополнителниот фенилаланин во друга безопасна аминокиселина, тирозин. Луѓето со PKU не можат правилно да го разградат дополнителниот фенилаланин за да го претворат во тирозин. Ова значи дека фенилаланин се акумулира во крвта, урината и телото на лицето. Ако PKU не се лекува, фенилаланин може да се изгради до штетни нивоа во телото. [1] [2] [3]

PKU варира од блага до тешка. Најтешката форма е позната како класична PKU. Без третман, децата со класичен ПКУ развиваат трајна интелектуална попреченост. Светла кожа и коса, напади, доцнење во развојот, проблеми во однесувањето и психијатриски нарушувања се исто така чести. Помалку тешки форми, понекогаш наречени „благи PKU“, „варијанта PKU“ и „не-PKU хиперфенилаланинемија“, имаат помал ризик од оштетување на мозокот. Мајките кои имаат PKU и повеќе не следат диета ограничена со фенилаланин имаат зголемен ризик да имаат деца со интелектуална попреченост, бидејќи нивните деца може да бидат изложени на многу високи нивоа на фенилаланин пред раѓањето. [1] [2] [3]

Во повеќето случаи, PKU е предизвикана од промени (патогени варијанти, исто така наречени мутации) во PAH ген. Наследувањето е автосомно рецесивен начин. [1] [2] Бидејќи PKU може да се открие со едноставен тест на крвта и може да се лекува, PKU е дел од скринингот на новороденчиња. Третманот за PKU вообичаено вклучува диета ограничена со фениланин која внимателно се следи. На некои деца и возрасни со PKU може да им помогне лекот сапроптерин во комбинација со диета со низок фенилаланин. [1] [2] [3] На возрасните со високи нивоа на фенилаланин и покрај третманот може да им помогне лекот пегвалијаза. [3]


Групите за поддршка и застапување можат да ви помогнат да се поврзете со други пациенти и семејства, и тие можат да обезбедат вредни услуги. Многумина развиваат информации насочени кон пациентот и се движечка сила зад истражувањето за подобри третмани и можни лекови. Тие можат да ве насочат кон истражување, ресурси и услуги. Многу организации имаат и експерти кои служат како медицински советници или обезбедуваат списоци на лекари/клиники. Посетете ја веб-локацијата на групата или контактирајте со нив за да дознаете за услугите што ги нудат.Вклучувањето на оваа листа не е одобрение од ГАРД.

Организации кои ја поддржуваат оваа болест

Веб-страници за социјално вмрежување

Организации кои обезбедуваат општа поддршка


Апстракт

Пулмоналната артериска хипертензија (ПАХ) е прогресивна и фатална болест за која постојано се проширува генетски и сродни патофизиолошки информации за патогенезата на болеста. Сега се опишани многу мутации на генитални гени, вклучително и мутации во генот кој го кодира коскениот морфоген протеински рецептор тип 2 (BMPR2) и сродни гени. Неодамнешните напредни методи на генско секвенционирање го олеснија откривањето на дополнителни гени со мутации меѓу оние со и оние без фамилијарни форми на PAH (CAV1, KCNK3, EIF2AK4). Намалената пенетрација, променливата експресивност и женската доминација на PAH сугерираат дека генетските, геномските и другите фактори ја менуваат експресијата на болеста. Овие повеќеслојни варијации се активна област на истражување на теренот, вклучувајќи, но не ограничувајќи се на вообичаените генетски варијанти и епигенетски процеси, и може да обезбедат нови можности за фармаколошка интервенција во блиска иднина. Тие, исто така, ја нагласуваат потребата од системски ориентиран пристап на повеќе нивоа за да се вклучат мноштвото биолошки варијации кои сега се поврзани со PAH. На крајот на краиштата, длабинското разбирање на генетските фактори релевантни за PAH дава можност за подобрено советување на пациентите и семејството за оваа катастрофална болест.

Вовед

Пулмоналната хипертензија (PH) е несоодветно покачување на притисокот во пулмоналниот васкуларен систем што се припишува на различни причини. Еден подтип на PH е пулмонална артериска хипертензија (ПАХ). PAH е разорна болест на пулмоналната васкулатура која патолошки се карактеризира со прогресивна неоинтимална пролиферација, хипертрофија на мазни мускулни клетки и околна адвентицијална експанзија што доведува до оклузивни васкуларни лезии на најмалите пулмонални артерии. 1 Иако постојат различни методи за класификација на PAH, најраспространетиот е системот за клиничка класификација усвоен во светот и неодамна ажуриран. 2.

И покрај напредокот во терапијата во изминатите 25 години, ПАХ останува катастрофална болест за инцидентни случаи со значително намалено преживување. 3 За жал, ниту една досега тестирана терапии не покажала способност да го поништи или излечи ПАХ. Постои длабока потреба да го унапредиме нашето патофизиолошко знаење за да промовираме нов терапевтски развој. 3–8

Од нејзините првични описи (како примарен PH) од Dresdale et al 9,10 како болест што може да се појави или изолирано или во семејства во раните 1950-ти, многу е научено за молекуларните и генетските фактори кои промовираат PAH. Работата во 1990-тите и раните 2000-ти доведе до откритие дека изменетата сигнализација на коскениот морфоген протеински рецептор тип 2 (BMPR2) е главниот наследен фактор на ризик за развој на PAH, преку ретките варијанти (мутации) во BMPR2 ген. 11,12 Од 2000 година, откриени се мутации во други гени поврзани со сигнализацијата на BMPR2 (на пр., мутации во АЛК1, ENG и SMAD9), а постигнат е напредок во идентификацијата на генетските и епигенетските модификатори на изразувањето на болеста (Табела 1). Исто така, имаше неодамнешна експлозија во примената на напредни генетски и геномски техники за откривање на нови геномски механизми релевантни за патогенезата на PAH, што го прави ова возбудливо време за проучување на генетските и молекуларните основи на оваа разорна болест. Тековните концепти специфични за генетиката на PAH, како и тековните области на истражување, ќе бидат тема на овој преглед.

Табела 1. Ретки варијанти (мутации) пријавени дека се поврзуваат со PAH

Сите гени поврзани со автосомно доминантна фамилијарна болест освен за EIF2AK4, кој е поврзан со автосомно рецесивен PVOD и PCH. HHT укажува на наследна хеморагична телеангиектазија IPAH, идиопатска пулмонална артериска хипертензија PAH, пулмонална артериска хипертензија PCH, пулмонална капиларна хемангиоматоза PVOD, пулмонална вено-оклузивна болест и TGF-β, трансформирачки фактор на раст-β.

Епидемиолошки фактори релевантни за генетиката на PAH

PH е покачување на пулмоналниот васкуларен притисок како што е определено со инвазивна хемодинамска проценка со катетеризација на десното срце. Подгрупа на PH (група 1), PAH е дефинирана како среден притисок во пулмоналната артерија од >25 mm Hg при мирување, во отсуство на други состојби за кои се знае дека го зголемуваат пулмоналниот васкуларен притисок, како што се лево-страна срцева болест, хипоксични белодробни заболувања, белодробна емболија и разни други состојби поврзани со PH. 13,14 Поединците со PAH ја исполнуваат класификацијата за HPAH доколку исполнуваат некој од следниве критериуми: (1) припаѓаат на семејство за кое е познато дека има документирано PAH кај 2 или повеќе лица (2) поседуваат ретка варијанта (исто така позната како мутација) во ген за кој е познато дека силно се поврзува со PAH (на пр. BMPR2). 15 Овие критериуми признаваат дека многу субјекти со HPAH немаат позната семејна историја. Важниот напредок во генетиката на PAH во текот на изминатите 15 години го поттикна ова признание, бидејќи сега знаеме дека субјектите без позната семејна историја на PAH може да имаат наследна болест која може да се пренесе на нивните потомци. Овие субјекти инаку би се сметале дека имаат IPAH, но поради намалената пенетрација на познатите гени поврзани со PAH, како и de novo генските промени при зачнувањето, овие субјекти всушност имале претходно непрепознаена наследна болест. 16 Бидејќи IPAH е многу позастапен од фамилијарниот PAH, најголемиот број субјекти со PAH што е наследен (HPAH) се всушност погрешно класифицирани IPAH кои всушност имаат наследна болест. 17

Додека фамилијарните PAH и IPAH се хистопатолошки идентични, постојат разлики меѓу подтиповите кои влијаат на клиничката презентација и прогресијата на болеста. 18 Независно од статусот на мутација, историските и поновите податоци ја поддржуваат идејата дека инцидентните случаи на IPAH се ≈15 пати почести од фамилијарните PAH. 17,19 Иако хемодинамиката има тенденција да биде слична помеѓу фамилијарните случаи на PAH и IPAH, BMPR2 Мутација Пациентите со PAH се дијагностицирани и умираат ≈10 години порано од пациентите со PAH без мутација и пациентите со IPAH и BMPR2 Носачите на мутации со PAH се многу малку веројатно да одговорат на акутно вазодилататорно тестирање. 20-22 Сепак, HPAH поврзани со мутации во активин А рецепторот тип II-како киназа-1 (ACVRL1 или АЛК1), рецептор во семејството на рецептори за трансформирачки фактор на раст-β (TGF-β), имаат уште потешка болест, како што е предложено од една неодамнешна француска студија. Поточно, тие го открија тоа АЛК1 Мутација Пациентите со PAH имале полошо преживување во споредба со BMPR2 носители и со неносители со PAH. 23

PAH во семејства

Добро пред откривањето на генетските мутации поврзани со HPAH, беше забележано дека HPAH е фамилијарна болест која се пренесува на автосомно доминантен начин. Ова сугерира дека хетерозиготноста за генска мутација со големо влијание е основата во засегнатите семејства. Но, иако е автосомно доминантна болест, таа не ги погодува сите субјекти изложени на ризик поради намалената пенетрација. 24,25 Дополнително, постои варијација во пенетрацијата и во и помеѓу семејствата во ризик. Оваа намалена пенетрација сугерира дека присуството на генска мутација специфична за PAH е неопходно, но недоволно само по себе, за да предизвика HPAH. 26 Иако механизмите кои ја намалуваат пенетрацијата се непознати, повеќето истражувачи се согласуваат дека тоа сугерира дека дополнителните генетски или еколошки или двата фактори ја модифицираат експресијата на болеста и може да дадат индиции не само за патогенезата, туку и за потенцијалните терапевтски цели. 27 Ларкин и соработниците 28 неодамна ја анализираа нашата група за истражување на HPAH на Универзитетот Вандербилт и ја пресметаа вкупната пенетрација на фамилијарниот PAH на 27%. Меѓутоа, во согласност со хипотезата дека дополнителни фактори ја менуваат пенетрацијата на болеста (како што е сексот), пенетрацијата кај жените била 42%, додека машката пенетрација била само 14%.

Неколку дополнителни интересни карактеристики на HPAH ја истакнуваат променливата експресивност на оваа болест. Додека просечната возраст на дијагноза е средината на 30-тите години, таа е многу променлива. 21 Испитаниците биле дијагностицирани на речиси секоја возраст во текот на животот, од раното детство до повеќе од 70 години. Дополнително, иако не е карактеристика специфична за наследната форма на PAH, HPAH не ги напаѓа мажите и жените подеднакво (≈2:1 сооднос женски:машки). 15,28

Сепак, вреди да се напомене дека една карактеристика што традиционално му се припишува на HPAH неодамна беше побиена. Генетското исчекување, кое се карактеризира со прогресивно порана возраст на почеток на болеста во следните генерации, се сомневаше дека се јавува кај семејствата на PAH и покрај недостатокот на биолошко објаснување. 29-32 Сепак, поради пристрасноста кон утврдување, тешко е да се постигне доказ за генетско исчекување без корист од неколкудецениското набљудување. Така, во обид внимателно да го демонстрираме феноменот во нашата група за истражување, Ларкин и соработниците 33 неодамна изведоа модели на линеарни мешани ефекти и ограничена пристрасност за временско скратување со ограничување на датумот на раѓање за да ги анализираат семејствата на HPAH за генетско исчекување. Овој поригорозен аналитички пристап не покажа докази за поддршка на генетско исчекување. Многу лекари кои третирале ПАХ во исто време кај мајка и ќерка се импресионирани од таа појава, но набљудувањето на доцниот почеток на ПАХ кај генерацијата на ќерката би барало многу децении набудување. Така, сегашните докази не го поддржуваат генетското очекување во HPAH.

Откритието на BMPR2 Генски мутации во фамилијарна PAH

Со оглед на реткоста на фамилијарниот PAH, генетичкото истражување има неизмерна корист од заедничките истражувачки напори и централизираните центри за одржување на податоци за фенотип и биопримероци. Во 1990-тите, пред појавата на секвенционирањето на следната генерација, 2 тима кои работеа независно презедоа лов за да ја тестираат хипотезата дека еден ген е одговорен за повеќето случаи на HPAH. Тие беа успешни делумно поради колаборативните аранжмани и големите биорепозитории со кои располагаат, кои постојат и денес. Д-р Џејн Морс ги водеше напорите на истражувачите од Универзитетот Колумбија, додека меѓународниот конзорциум за PH (соработка составен од истражувачи од Универзитетот Вандербилт, Универзитетот во Лестер, Медицинскиот центар за детска болница во Синсинати и Универзитетот во Индијана) беше предводен од д-р Ричард Ц. Трембат, Раџив D. Machado, William C. Nichols и James E. Loyd. Двете групи првично користеа анализа на поврзување упатена на кратки тандемски повторувања и на други микросателитски маркери за да го идентификуваат хромозомот 2q31-33 како регион поврзан со PAH во семејствата кои се проучувале. 34,35 За неколку години и двете групи се идентификуваа BMPR2 како ген од интерес користејќи различни пристапи. Непознато за истражувачите во тоа време, едно силно засегнато семејство на PAH било високо генетски информативно, и тоа поединечно семејство го обезбеди оригиналниот доказ што укажува на поврзаност со 2q32 во двете групи. 36,37 Од овие првични извештаи, BMPR2 генските мутации се дефинитивно поврзани со фамилијарна PAH, со повеќе од 400 различни мутации во BMPR2 користејќи различни методи како директно секвенционирање, анализа на кривата на топење, DHPLC (денатурирачка течна хроматографија со висок притисок), Southern blotting и засилување на сонда зависна од мултиплекс лигатура. 16 Прецизните BMPR2 стапката на мутација кај општата популација е непозната, но се смета дека е многу ниска. 38 Сега е познато дека мутациите во BMPR2 се одговорни за ≈75% од случаите на HPAH. Не е изненадувачки, откривањето на BMPR2 ја истакна релевантноста на TGF-β суперфамилијата на рецептори и сигнализирањето на PAH. И мал процент од фамилијарните случаи на PAH исто така се припишуваат на мутации во други членови на рецепторот на семејството TGF-β или сродните надолу сигнални протеини (на пр. ACVRL1/ALK1, ендоглин/ENG, и SMAD9). Додека преостанатите случаи на HPAH кои се негативни за познати мутации може да имаат сè уште неидентификувани промени во гените на патеката TGF-β, како на пр. SMAD9, вниманието неодамна беше насочено кон алтернативни нови генски мутации. 39

Како што споменавме, мутациите на 2 дополнителни локуси директно поврзани со суперфамилијата TGF-β може да го предизвикаат фенотипот на PAH во семејствата, иако оваа форма на PAH резултира во врска со поширока наследна болест позната како наследна хеморагична телеангиектазија (HHT). Васкуларна дисплазија која се карактеризира со мукокутани телеангиектазии, рекурентна епистакса и гастроинтестинално крварење, HHT е исто така поврзана со PAH од групата 1. Пациентите со HHT имаат и други васкуларни абнормалности, сепак, вклучувајќи артериовенски малформации на пулмоналната, хепаталната и церебралната циркулација, но овие наоди може да бидат криптични или да се развијат подоцна во текот. Гените за дополнителни членови на TGF-β сигналниот рецепторски комплекс на суперсемејство, киназа 1 слична на рецепторот на активин (АЛК1) лоциран на хромозомот 12 и ендоглин (ENG) на хромозомот 9, познато е дека силно се поврзуваат со HHT и PAH поврзани со HHT. 40-43 Хетерогеноста на локусите за мутации во сигналниот пат на TGF-β кај пациенти со HPAH сугерира дека дефектите на овој пат промовираат белодробна васкуларна болест што доведува до PAH. Ова не е изненадувачки, бидејќи протеинските рецептори произведени сигнализираат интрацелуларно преку семејството на коактиватори Smad, како и преку некои неканонски патишта на сигнализација. 44,45 Иако прецизните механизми допрва треба да се разјаснат, очигледно е дека варијациите во различни чекори на трансдукција на сигнал за суперфамилијата на рецепторите TGF-β може да резултираат со сличен фенотипски израз и дека подоброто разбирање на оваа сигнализација ќе го подобри разбирањето на HPAH.

BMPR2 во други форми на PH

Откривањето на BMPR2 генските мутации во асоцијација со PAH во семејствата ја истакнаа потенцијалната важност на коскениот морфогенетски протеин (BMP)/TGFβ сигнална оска во PAH. Со оглед на сличностите помеѓу PAH во семејствата и IPAH, природно, иследниците веднаш ги процениле случаите на IPAH за поврзаност со BMPR2 ген и покрај отсуството на фамилијарна асоцијација. Ова отсуство може да се објасни на многу начини, вклучително и de novo герминативни мутации кои не се присутни кај другите членови на семејството, намалена пенетрација, недоволни податоци за семејна историја и погрешна дијагноза. 46 Како што се очекуваше, дел од случаите на ИПАХ навистина се откриени BMPR2 генски мутации додека пријавените пропорции се променливи, генерално ≈15% од пациентите со IPAH (6-40%) всушност имаат HPAH поради BMPR2 генска мутација. 46–49

Важно е да се забележи дека имајќи предвид дека вистински идиопатскиот ПАХ е 10 до 15 пати почест од фамилијарниот ПАХ, огромното мнозинство на пациенти со BMPR2-поврзаните PAH всушност го имаат она што инаку би се класифицирало како IPAH. Оваа точка ја нагласува идејата дека значителен процент од случаите на ИПАХ всушност имаат наследна болест за која треба да се земат предвид генетското советување и семејниот скрининг. Во семејствата на PAH, ризикот е обично очигледен и другите членови се свесни, но пациентите со PAH со негативна семејна историја немаат клиничка основа да се сомневаат во ризик за членовите на нивното семејство.

Мутации во BMPR2 и други гени поврзани со TGFβ не се постојано пронајдени во други причини за PH, со некои исклучоци. На пример, некои, но не сите пациенти со белодробна вено-оклузивна болест (PVOD), ретка форма на PH во која васкуларните промени влијаат и на малите белодробни вени и венули, поседуваат откриени герминативни мутации во BMPR2. 48,50,51 Откривањето на BMPR2 мутациите во случаите на PVOD може да ја истакнат клиничката хетерогеност што може да произлезе од a BMPR2 мутација, односно, можеби различни алелни мутации на еден генетски локус може да произведат различни фенотипови на болеста. Алтернативно, можно е PAH и PVOD да претставуваат различни краеви на истиот спектра на болеста, при што пулмоналниот крвен сад на примарната болест (артерија наспроти вена) е под влијание на дополнителни генетски или еколошки или и двата модификатори. 50

BMPR2 генски мутации беа откриени и кај оние субјекти со PAH поврзана со стимуланс, како што се оние со PAH поради изложеност на супресанти на апетитот, вклучувајќи фенфлурамин и дексфенфлурамин. 52,53 Додека прецизниот механизам останува неостварлив, овие лекови може да послужат како еколошки предизвикувачи за промовирање на PAH, можеби кај генетски подложни индивидуи. Индивидуалните фактори на чувствителност или заштита се особено веродостојни, имајќи предвид дека и покрај релативно високата стапка на изложеност, стапката на развој на PAH кај корисниците на стимуланси е прилично ниска (≈1 случај на 10 000 луѓе изложени на фенфлурамин, на пример). 18 Истражувачите во Франција опишаа скоро 10% од испитаниците со PAH асоциран со стимуланс, позитивни за детектирачка генска мутација на BMPR2, сепак, бидејќи оваа пропорција е слична на онаа во спорадичните случаи на IPAH, ова може да сугерира дека присуството на генска мутација не е поврзано со изложеност на дрога. Но, вреди да се напомене дека во споредба со другите пациенти со PAH поврзани со изложеност на фенфлурамин, BMPR2 носителите на мутации изразиле болест по значително пократок интервал на изложеност на фенфлурамин. 54

Додека недостасува глобална објавена проценка за дополнителни групи со PH, BMPR2 до одреден степен е истражен кај ПАХ поврзани со вродени срцеви заболувања. Додека мутациите се присутни во пропорции повисоки од популацијата во целина, бројот на субјекти со BMPR2 мутациите остануваат мали. Поточно, Робертс и соработниците 55 открија BMPR2 варијации кај 6% од 106 деца (n=66) и возрасни (n=40), додека во тајландска група Limsuwan и сор. 56 не откриле мутации на BMPR2 кај 30 деца. Сепак, не се објавени студии со користење на проширени генетски анализи кои моментално се користат, вклучувајќи сеопфатна проценка за големи бришења и дупликации на гени, што може да откријат дополнителни мутации. 57 Со оглед на важноста на БМП патеката за ембриолошки развој на кардиоваскуларниот систем, потребни се дополнителни студии и за развојот на ЦДХ и за придружната ПАХ. Ова може да биде особено точно за атриовентрикуларниот канал или дефектите на септацијата. 58

Се чини малку веројатно дека мутациите ќе се најдат во високи пропорции за другите PH групи. На пример, BMPR2 мутации не беа пронајдени во мали извештаи на пациенти со PAH поврзани со склеродермија или кај пациенти инфицирани со ХИВ со PAH. 59,60 Бр BMPR2 мутации беа откриени кај поголема серија од 103 пациенти со хронична тромбоемболична ПАХ. 61

Молекуларни разграничувања на a BMPR2 Генска мутација

Додека здружението на BMPR2 генските мутации со HPAH повеќе не се спорни поради достапната генетска епидемиологија, изненадувачки е што до денес сè уште не разбираме зошто BMPR2 носителите на мутации развиваат PAH. На пример, BMPR2 мутациите немаат сите исто влијание врз клеточното сигнализирање, и постојат специфични клеточни варијации дури и во рамките на пулмоналната васкулатура. Белодробните васкуларни ендотелијални клетки изгледаат нефункционални и поподложни на апоптоза во присуство на мутација на BMPR2. 62 Сепак, пулмоналните васкуларни мазни мускулни клетки со BMPR2 мутации имаат неуспех во супресија на растот. Нејасно е дали овој пролиферативен фенотип се припишува на а BMPR2 мутација, или повеќе генерички се припишува на зголемено ослободување на фактори на раст кои промовираат бујна пролиферација на мазни мускулни клетки од страна на дисфункционални ендотелијални клетки. 63

Дополнително, секој тип на мутација е различен и може да промовира состојба на хаплонедоволност (недоволен протеински производ и функција) или доминантен негативен (очигледно штетно дејство на протеините). Забелешка, глодарите со нокаут Bmpr2 не развиваат PAH, а доминантните негативни Bmpr2 мутации кои се пробиваат кај глодарите бараа дополнителна навреда за да се подобри пенетрацијата на болеста. 64 Додека некои податоци сугерираат дека доминантните негативни мутации предизвикуваат потешки фенотип, не е познато дали ќе се појават репродуктивни фенотипски разлики. 21,65 Вистинско и сеопфатно разбирање на функционалното влијание на BMPR2 (и други генски) мутации на пулмоналната васкулатура останува работа во тек.

Додека BMPR2 мутациите поврзани со HPAH се герминативни и затоа се претпоставува дека се присутни во секоја клетка во телото, пулмоналната васкулатура е место на клинички манифестирана патологија - ова го поттикна долгогодишното прашање зошто само пулмоналната васкулатура е абнормална? Ова прашање останува нејасно, бидејќи не постојат постојано пријавени очигледно васкуларни или други анатомски абнормалности поврзани со BMPR2 генска мутација. Ова е особено впечатливо, со оглед на познатите системски васкуларни лезии поврзани со мутации во други гени од суперсемејството TGFβ, како што се SMAD3 мутации со аортни аневризми, како и фибрилин 1 и други мутации кои предизвикуваат прекумерна сигнализација од семејството на цитокини TGFβ поврзани со марфандром . 66,67 Една можност е постоењето на белодробна специфична подложност на нарушување на претпоставената рамнотежа помеѓу канонската TGFβ сигнализација и BMP сигнализацијата - намалената BMP сигнализација во услови на нормална или подобрена TGFβ сигнализација ја промовира патогенезата на PAH. 68,69

Сепак, сега има се поголем број на податоци кои сугерираат дека иако пулмоналната циркулација е место на примарна патологија, BMPR2 носителите на мутации имаат системски неправилности кои можат да придонесат за патогенезата на PAH или неприлагодување на вентрикуларниот стрес. На пример, инсулинската резистенција е присутна како рана карактеристика на Bmpr2 мутација кај доминантен негативен глувчешки модел на PAH, а нарушената хипертрофија на десната комора со изобилство таложење на триглицериди е присутна кај истите тие глувци. 70,71 Во согласност со ова кај човечки пациенти, Хемнес и соработниците 71 неодамна покажаа зголемено депонирање на липиди во десната комора, како и дефекти на десната комора во оксидацијата на масни киселини. Интригантно е тоа што ова може да претставува погенерализиран начин на кој се вкрстуваат инсулинската резистенција, инсуфициенцијата на BMP и PAH. 72,73

Тековните терапевти за PH одобрени од Администрацијата за храна и лекови намерно не вклучуваат средства кои директно ги менуваат генетските варијанти или нивните последици, како на пр. BMPR2 генски мутации. Сепак, таквите интеракции може да постојат. Исто така, постојат некои докази кои укажуваат на тоа BMPR2 генските мутации резултираат со нарушување на патиштата поврзани со моментално достапните тераписки средства. На пример, пациентите со BMPR2- PAH може да има промени во каскадата на ендотелинските рецептори, својствени за присуството на мутациите, што може да има разграничување не само за чувствителноста на болеста, туку и за фармаколошката чувствителност на антагонисти на ендотелинските рецептори кои се користат во моментов. 74 Спротивно на тоа, трепростинил, стабилен аналог на простациклин, ја инхибира патеката TGF-β со намалување на SMAD3 фосфорилацијата, ова е релевантно бидејќи се смета дека бујната SMAD3 фосфорилација ја подобрува чувствителноста на PAH кај оние со BMPR2 генска мутација или оние со недоволна активност на BMPR2. 69,75 Во меѓувреме, силденафил ја подобрува BMP сигнализацијата и делумно ја обновува недоволната BMP сигнализација во поставување на BMPR2 генска мутација ин витро. 76 Овие наоди покажуваат дека дефицитарната сигнализација на BMP може да биде поврзана со тековните PH-специфични фармацевтски производи и сугерираат дека повеќе работа за таргетирање на BMP сигнализација може да открие повеќе корисни соединенија.

HPAH не се припишува на мутации во гените поврзани со суперсемејството TGFβ

Како што е наведено, ≈20% од семејствата немаат детектирани мутации, но јасно покажуваат фамилијарен PAH кој се карактеризира со автосомно доминантен пренос. Неодамнешниот напредок во развојот на платформите за секвенционирање на следната генерација ја олесни можноста да се извршат широки, непристрасни, проценки на егзомот (и геномот) за да се бараат дополнителни мутации кои силно се поврзуваат со човечката болест. 77 Примената на овој пристап за откривање на ретки варијанти (мутации) со големо влијание го поттикна неодамнешното откритие на неколку нови, но биолошки веродостојни, локуси кои се поврзуваат со HPAH и може да придонесат за патогенезата на болеста пошироко. Во двата случаи, секвенционирањето на цела егзом (WES) беше успешно искористено, со идентификација на 2 нови гени поврзани со PAH: KCNK3 и CAV1.

Мутации во генот KCNK3 (Канал на калиум, подфамилија К, член 3), кој го кодира човечкиот протеин TASK-1, се чини дека е почест од 2-те нови генетски асоцијации. KCNK3 неодамна беше пријавено од Ма и сор. 78 врз основа на заедничка студија на WES на неповрзани семејства на PAH без познати мутации на гените на PAH. На крајот, 3 семејства на PAH поседуваа штетна погрешна мутација во KCNK3. По скрининг на голем број случаи на IPAH, откриено е дека 3 пациенти кои не се поврзани со IPAH поседуваат различни погрешни мутации за кои се предвидува дека ќе имаат штетни последици. Секоја откриена мутација се случила во високо конзервирана област на генот и резултирала со губење на функцијата според електрофизиолошките студии. Интересно, функцијата беше делумно обновена со фармаколошка манипулација ин витро.

Откривањето на KCNK3 беше поттикната од силната биолошка веродостојност бидејќи ја кодира TASK-1, која е калиумовиот канал чувствителен на pH во суперфамилијата на доменот со 2 пори. 79 Јонските канали долго време се од интерес за белодробното васкуларно поле, со оглед на нивната потенцијална улога не само во вазоконстрикцијата, туку и во васкуларното ремоделирање. Додека работата продолжува во оваа област за да се разјасни биологијата, веројатно постои комплицирана интеракција меѓу јонските канали за регулирање на деполаризацијата на мембраната преку калциум. На пример, се чини дека намалената активност на калиумовите канали може да ја олесни вазоконстрикцијата посредувана од калциум, што може да даде едно објаснување за поврзаноста помеѓу KCNK3 мутации и PAH. 80 Не е изненадувачки, поради различни причини, вклучувајќи ја и потенцијалната каналопатија, повеќето KCNK3 мутантите опишани до денес немаат одговор на вазодилататорно тестирање. Иако допрва треба да биде објавена независна репликација, на KCNK3 откритието, во соработка со значително претходно истражување на јонски канали во позадина, може да поттикне нови терапевтски методи бидејќи е можна фармаколошка манипулација со струите преку каналите TASK-1. 81

Практично идентичен пристап беше преземен од истиот тим за соработка за проучување на 4 пациенти со PAH од друго големо семејство без детектирани генетски мутации на патеката TGF-β, повторно користејќи WES. Во ова семејство, релевантната мутација на крајот беше утврдена како ретка варијанта во кавеолин-1 (CAV1) ген, во високо зачуван регион со голема веројатност за штетни функционални последици. Последователна евалуација на дополнителни 62 неповрзани семејства на PAH и 198 пациенти со IPAH (сите без детектирање BMPR2 мутации) го откри независниот наод на a de novo CAV1 мутација кај неповрзано дете со IPAH (двете опишани мутации беа мутации на поместување на рамката во егзонот 3: c.474delA [P158P fsX22] и c.473delC [P158H fxX22]). Како и со откритието KCNK3, варијантите беа генотипизирани во повеќе од 1000 етнички исти бели, европски контроли и не беа идентификувани кај ниту една здрава личност, што ја поддржува поврзаноста со ПАХ. 82

Додека бројот на познати CAV1 мутантите со PAH е низок, како и кај семејствата со мутации на TGF-β рецепторот и KCNK3 мутации, CAV1 се чини дека мутациите се поврзуваат со PAH со намалена пенетрација и променлива експресивност. Како и со TGF-β и KCNK3, биолошка веродостојност за CAV1 е висока. Неговиот протеински производ, кавеолин-1, е мембрански протеин потребен за формирање на инвагинации во форма на колба на плазматската мембрана познати како кавеоли кои функционираат во трговијата со мембрани, клеточното сигнализирање, холестеролската хомеостаза и други клучни клеточни процеси. 83-89 Кавеолите се изобилни во ендотелијални, адипоцитни, мезенхимални и други типови на клетки. 90,91 Како и со KCNK3, беше вмешано претходното истражување CAV1, бидејќи хаплонедоволните глувци имаат абнормалности на дишните патишта и пулмонални васкуларни абнормалности, а изразувањето на кавеолин-1 во ендотелните клетки на глувците спасува многу од овие дефекти. 92-97 Дополнително, претходно беше пријавено дека се јавуваат намалено обојување и експресија на ендотелијалните клетки на кавеолин-1 во белите дробови на пациентите со ПАХ. 98–101 Но додека наодот дека CAV1 е мутирана кај човековите PAH не е изненадување, неговата специфична улога во патогенезата на PAH останува нецелосно разбрана. Интересно, се чини дека кавеолин-1 ја модифицира сигнализацијата TGF-β, вклучително и намалување на BMP сигнализацијата, а одделно, намалувањето на кавеолин-1 е поврзано со хиперактивирање на STAT3 што може директно да ја намали сигнализацијата на BMP - двата наоди обезбедуваат механичка врска помеѓу CAV1 и BMPR2 мутации во патогенезата на PAH. 73,94 Покрај тоа, кавеолин-1 директно ја намалува активноста на ендотелната азотен оксид синтаза, а губењето на кавеолин-1 поттикнува патолошка бујна активност на ендотелијална азотна синтаза, така што глувците нула за кавеолин-1 развиваат PH. 102 Неодамнешните испитувања на луѓе и глодари сугерираат дека активираниот CD47 го потиснува кавеолин-1, што овозможува неспоената ендотелијална азотна оксидна синтаза да произведува патолошки реактивни кислородни видови кои промовираат PAH. 93,96,100,101,103 Како и со KCNK3, различните, но потенцијално испреплетени механизми со кои дефицитот на кавеолин-1 ја менува клеточната функција може да биде примарна цел за нов терапевтски развој.

Нови генски откритија поврзани со фенотипот на PAH

Клиничката презентација на ретките подмножества може да биде идентична со онаа на PAH. PVOD и пулмоналната капиларна хемангиоматоза (PCH) имаат PH што може да биде тешко да се разликуваат едни од други и од PAH. Како таква, сегашната шема за класификација ги содржи овие дијагнози заедно во една поткатегорија од PAH од Група 1. Оваа подкатегорија е означена како 1′: PVOD или PCH или и двете. 1,2 Неодамнешните наоди дополнително го потврдуваат нивното вклучување заедно.

Две одделни истражни групи неодамна извршија WES за успешно да ги идентификуваат новите мутации во истиот ген поврзан со PVOD и PCH. Со проучување на различни неповрзани семејства, двете групи го пријавија тоа EIF2AK4 (исто така познато како GCN2) генските мутации се поврзуваат со фамилијарна болест која се пренесува во автосомно рецесивна форма. EIF2AK4 шифрира еукариотски иницијативен фактор 2 на превод Алфа киназа, серин-треонин киназа. Во рецесивна форма, за разлика од BMPR2/KCNK3/CAV1 мутации и фамилијарна PAH (автосомно доминантна болест), пациентите поседувале штетни генски мутации за двата алели на EIF2AK4 ген. Дополнително, пациентите со PVOD и PCD со негативна семејна историја исто така беа поврзани со мутации во овој ген, што укажува на претходно непрепознаена наследна болест.

Истражувачите во Франција ја фокусираа својата студија на рецесивен PVOD и открија биалелни мутации во EIF2AK4 присутни во сите 13 проучувани семејства. Дополнително, 5/20 (25%) од спорадичните PVOD случаи имале биалелични мутации, слично на процентот на случаи на IPAH со едноалел BMPR2 мутација за да се објасни нивниот PAH. Вкупно, 22 различни EIF2AK2 беа откриени мутации, од кои сите се чинеше штетно за функцијата на гените, и беа обезбедени силни докази за поддршка на идејата дека EIF2AK2 мутациите се честа основа за PVOD. Додека пенетрацијата на генската мутација беше тешко да се процени поради малиот број, како и кај BMPR2АЛК1) и автосомно доминантен ПАХ, пациенти со EIF2AK4 мутациите имале променлива возраст при дијагнозата, но биле значително помлади од пациентите со PVOD без мутација. 104 Не е изненадувачки, 2 пациенти првично беа дијагностицирани со PCH, што може да биде тешко да се разликува клинички и хистопатолошки од PVOD. 105 Всушност, авторите дополнително го поддржуваат нивното тврдење дека PCH и PVOD ја претставуваат истата болест.

Независно, тим за соработка од САД беше фокусиран на автосомно рецесивни случаи на PCH и откри биалеличен EIF2AK4 генски мутации, повторно користејќи WES пристап. Покрај семејството со рецесивен PCH, EIF2AK4 генски мутации беа откриени во 2/10 (20%) спорадични случаи на PCH. Не е изненадувачки, за некои од овие пациенти, разликата од PCH и PVOD беше предизвик во времето на фенотипското определување. 106

Откривањето на оваа нова генетска асоцијација за PVOD и PCH го поддржува тврдењето дека овие 2 ентитета на болеста претставуваат единствен спектар на болеста. Оваа улога на генетските наоди за помош при комплицирана фенотипска класификација е релативно нова во полето на PH. EIF2AK4 мутациите, исто така, ја потврдуваат наследната природа на овие болести и може да обезбедат критичко размислување за генетско советување на овие пациенти во иднина. Се надеваме дека брзо ќе се појават нови молекуларни и терапевтски достигнувања, како и проширување на овие студии на дополнителни пациенти со PVOD и PCH.

Надвор од наследните генски мутации: генетски модификатори и нови асоцијации со човечки PAH

Јасно е дека ниту една генетска варијација, било да е тоа ретка мутација или вообичаена варијација, нема да се појави изолирано кај одредена личност. Има се повеќе информации кои сугерираат дека постојат дополнителни генетски и негенетски фактори и го модифицираат развојот (или не) на PAH кај осетливите индивидуи (Слика 1). Меѓу оние со а BMPR2 генска мутација, недостатокот на целосна пенетрација имплицира дека мутација во BMPR2 ген е потребен, но недоволен сам за фенотипска експресија. Меѓу оние без една генска мутација на PAH, веројатно постојат алтернативни генетски фактори на ризик. Во текот на изминатите 15 години, се појавија повеќе кандидатски гени и генетски фактори, иако сите бараат дополнителна истрага или сè уште не се убедливо реплицирани. 68,107-113 Овде накратко презентираме неколку ветувачки области на истражување кои на крајот може да фрлат светлина на патогенезата на PAH.

Слика 1. Главни фактори во развојот на пулмонална артериска хипертензија (ПАХ). Хетерозиготноста за присуство на ретка варијанта (мутација) во ген за кој е познато дека се поврзува со PAH е главен фактор на ризик (на пр. BMPR2 генска мутација). Сепак, субјектите со овие мутации не секогаш развиваат PAH, што сугерира дека мутациите генерално не се доволни за да предизвикаат PAH изолирано. Дополнителни фактори веројатно ќе придонесат за пенетрација на болеста кај генетски чувствителна личност. Забележани се некои од потенцијалните фактори, кои исто така може да придонесат за други форми на ПАХ.

Активност на алелот BMPR2 од див тип

Постои прифатено намалување на имунобоење на BMPR2 од белите дробови кај пациенти со фамилијарна и идиопатска ПАХ без оглед на BMPR2 статус на мутација. 114 Така, факторите кои го регулираат производството на BMPR2 протеин од мутирани и диви BMPR2 алели може да бидат релевантни. Испитување на предмети со BMPR2 мутации, Хамид 115 неодамна покажа дека нивото на производство на BMPR2 транскриптот и протеинот од алелот од див тип беа поврзани со пенетрација на болеста во услови на хаплонедоволна BMPR2 мутација. Во таа ситуација, дивиот тип BMPR2 алелот беше главната детерминантна транскрипција и производство на протеини. Носачите на мутации со HPAH имале понизок див тип BMPR2 нивоа на транскрипти во споредба со незасегнати носители на мутации со иста мутација PAH. Така, производството на BMPR2 од алелот од див тип се чини дека ја модифицира пенетрацијата на болеста кај генетски подложни индивидуи и може да биде нова терапевтска цел за превенција на болеста. Исто така, може да го објасни виртуелното отсуство на протеин BMPR2 што може да се открие со имунохистохемија на белите дробови од пациенти со HPAH со BMPR2 мутација. 114 Во моментов се работи за да се оцени овој наод пошироко меѓу BMPR2 носители на мутации и други субјекти изложени на ризик од PAH.

Соматски белодробни мутации

Додека традиционалниот пристап во полето на PAH е да се проценат наследни мутации на герминативните линии во BMPR2 и други гени, Aldred et al 116 неодамна ги проучувале белите дробови од 2 BMPR2 носачи на мутации со HPAH во потрагата по втор удар кој може да се појави de novo во белите дробови. Тие пронајдоа соматска мутација во хромозомот 13 на локација што го вклучува SMAD9 ген кај 1 субјект, што укажува на дополнителна навреда на сигнализацијата на BMP. Иако ова ново откритие допрва треба да се повтори, тој го поддржува концептот дека соматските мутации во белите дробови би можеле да промовираат или модифицираат пенетрација на болеста кај осетливите поединци, што е концепт добро опишан во други области, како што е биологијата на ракот. 117

Вообичаени генетски варијации: CBLN2

Можеби најперспективната вообичаена генетска варијација опишана досега во однос на патогенезата на PAH може да биде онаа што произлезе од неодамнешната мултинационална студија за асоцијација на геномот (GWAS) на фамилијарни и идиопатски случаи на PAH без BMPR2 генски мутации. Во оваа потрага по заеднички генетски варијации поврзани со PAH, предводена од француски истражувачи, беа преземени 2 независни студии за контрола на случај, вклучувајќи 625 случаи на PAH и 1525 здрави контролни субјекти. Germain et al 118 идентификуваа значајна поврзаност на локусот 18q22.3, со коефициент на шанси за PAH од скоро 2.0. Тие го фокусираа своето откритие на CBLN2 ген, кој припаѓа на семејството на гените на церебелин поврзано со секретираните невронски гликопротеини. Иако претходно не биле поврзани со белодробни заболувања, тие откриле дека нивоата на mRNA на CBLN2 беа значително повисоки кај PAH белите дробови во споредба со контролните, како и од култивирани ендотелни клетки добиени од PAH.Иако ќе биде потребна значителна дополнителна работа за да се одреди прецизната улога на CBLN2 во PAH, се верува дека тој може да ја модифицира клеточната пролиферација локално во белите дробови.

Вообичаени генетски варијации: полови хормони

Одамна е познато дека PAH преференцијално ги погодува жените отколку мажите, што сугерира дека факторите поврзани со сексот придонесуваат за патогенезата. 9,17 Иако хромозомските разлики (XX наспроти XY) или аберантната X-инактивација може да придонесат, постои недостиг на податоци за поддршка. 116 Сепак, постои се поголем број на литература за вмешаност на половите хормони во патогенезата на PAH епидемиолошки, како и врз основа на in vitro, in vivo и човечки податоци.

Слика 2. Поедноставена шема на протеините кодирани од гените со мутации за кои е познато дека се поврзуваат со пулмоналната артериска хипертензија (ПАХ), со фокус на сигналниот пат на БМП, но додавање на неодамна опишаните мутации. Гените со мутации за кои е познато дека се поврзуваат со PAH вклучуваат BMPR2, ALK1, Endoglin, Smad9 (шифрира SMAD 8), CAV1, KCNK3, и EIF2AK4. Можните резултирачки сигнали или ефектите од протеинските дејства се накратко наведени. Забелешка, независни од Smad ефектите на сигналните абнормалности на BMP не се прикажани, но може да придонесат за патогенезата на PAH, како што се промените во динамиката на цитоскелетот, клеточното преживување и митохондријалниот метаболизам. BMPR2 укажува на коскениот морфоген протеински рецептор тип 2 и TGF-β, трансформирачки фактор на раст-β.

На пример, MacLean и сор. 119 и Вајт и сор. Тие користеа хипоксија за да покажат дека женските глувци кои претерано го изразуваат SERT (SERT+ глувци) покажуваат PAH и претерана PAH индуцирана од хипоксија, додека машките глувци SERT+ не. Понатаму, отстранувањето на јајниците го укина PAH кај женските глувци, додека естрадиолот повторно го воспостави фенотипот на PAH. Врската на овој модел на женски полови хормони со зголемена активност на серотонин претставува интригантна биолошка и епидемиолошка врска, делумно поради тоа што вообичаените генетски варијации во SERT биле истражени претходно кај PAH со мешани заклучоци. 109-111.120.121

Аберантен метаболизам на половите хормони неодамна беше вмешан во патогенезата на човечкиот ПАХ. Користење на изразни низи од BMPR2 мутанти, West et al 122 открија голема разлика во генот CYP1B1. CYP1B1, кој кодира ензим кој метаболизира естроген, имаше 10 пати пониски нивоа на изразување кај женските носители на мутации со PAH во споредба со оние без PAH. CYP1B1 ги метаболизира естрогените од родителското соединение до 2-хидрокси и 4-хидрокси метаболити. 123 Овие метаболити се помалку естрогени од 16-α-хидрокси метаболитите, кои се чини дека се митогени и пропролиферативни. 124.125

Ја следевме оваа работа за да ги истражиме вообичаените генетски полиморфизми во CYP1B1 поврзани со нивоата на метаболити на естроген. Додека е во тек поголема студија за репликација, резултатите беа конзистентни со студијата за низа на Вест. BMPR2 пенетрацијата на мутацијата беше 4 пати поголема за оние хомозиготни за помалку активните N/N CYP1B1 алел во споредба со оние кои биле хетерозиготни (N/S) или хомозиготни (S/S) за полиморфизмот Asn453Ser. Во вгнездениот случај-контролен дел од студијата, 2-OHE/16α-OHE1 соодносот беше 2,3 пати помал кај женските пациенти со HPAH во споредба со здравите носители на мутации. 126 Се разбира, влијанието на женските и машките полови хормони и нивните метаболити е веројатно многу покомплицирано отколку што оваа студија би можела адекватно да претставува. Но, сега постојат податоци кои сугерираат дека половите хормони и нивните метаболити самите придонесуваат за тоа BMPR2-посредувана ПАХ.

Друга работа на Робертс и соработниците 127 истовремено ја поддржа улогата на половите хормони во патогенезата на портопулмоналната хипертензија, друга форма на ПАХ. Тие открија дека вообичаените варијации во гените поврзани и со сигнализирањето на естрогенот и со регулаторите на клеточниот раст поврзани со портопулмоналната хипертензија, вклучително и генот кој го кодира естрогенскиот рецептор 1. Покрај тоа, за генот што ја кодира ароматазата (CYP19A1), што е чекор за ограничување на стапката при конверзијата на андрогените во естрадиол, вообичаената полиморфна варијација беше поврзана со зголемување на нивото на естрадиол на начин зависен од дозата, без оглед на полот.

Епигенетиката во патогенезата на PAH

Широката разновидност на причините за PAH и недостатокот на обединувачки ДНК варијанти кај сите причини, дури и кај оние со фамилијарна PAH, сугерираат дека клеточната меморија не-ДНК-базирана придонесува за патогенезата на PAH. Така, постои зголемен интерес за придонесот на епигенетските механизми. Овие наследни, често само-овековечени, но реверзибилни варијации може да бидат од различни типови како што е метилација на островот CpG со ДНК метилтрансферази, некодирачки РНК и можеби модификација на хистон. На пример, Арчер и соработниците 128 неодамна ја идентификуваа хиперметилацијата на островот CpG како епигенетска причина за дефицит на митохондријална супероксид дисмутаза-2 во експериментална PH, во согласност со претходните податоци за човечките бели дробови со редукција на супероксид дисмутаза-2. Дополнително, постои огромен моментален интерес за придонесот на микроРНК (miRs) во патогенезата на PAH. Многу miRs се вмешани во човечки PAH до денес (на пр. miR-17/92 кластер, miR-26a, miR-27a, miR-124, miR-145, miR-150, miR-204, miR-206) со некои но не сите поврзани со промените во BMP сигнализацијата или други патишта како што се оштетување и поправка на ДНК, иако се потребни дополнителни студии. 129–131

Овие и други начини на напредок во разбирањето на генетските и геномските фактори кои промовираат PAH кај осетливите, и теоретски нечувствителни, поединци обезбедуваат огромни можности за откривање и напредок на полето на PAH. Тековната ера на секвенционирање од следната генерација дава огромна можност да го прошириме нашето разбирање за патогенезата на PAH и се надеваме дека ќе доведе до терапевтски и куративни терапии. На пример, евалуацијата на голем број субјекти со техники за секвенционирање на цели-егзом, цел-геном и РНК нуди ветување дека еден ден, многу скоро, сеопфатните системски пристапи за биологија ќе обезбедат нови откритија. Треба да имаме капацитет да ги преклопиме сложените слоеви на информативни податоци заедно за да обезбедиме влијателно разбирање за сите видови на PAH, без оглед на подтипот.

Генетско тестирање за PAH

Генетското тестирање за познати мутации во автосомно доминантните гени поврзани со PAH е достапно во Северна Америка и Европа за BMPR2, АЛК1, ENG, SMAD9, CAV1, и сега KCNK3 гени (Слика 2). Во моментов не постои унифициран панел за мутација на PAH што ги вклучува сите гени во Северна Америка, но еден може да се појави наскоро. Освен ако не постои позната семејна историја на HHT или силно клиничко сомневање за HHT, тестирањето на клинички мутации специфично за PAH треба да започне со тестирање за BMPR2 мутации со оглед на поголемата преваленца. Освен фамилијарниот и идиопатскиот PAH, ниту една друга форма на PH не го оправдува тестирањето на клиничката мутација во овој момент. Во моментов, исто така, не се препорачува инкорпорирање на тестирање за вообичаени генетски варијанти во пристапот за клиничко тестирање.

Обезбедувањето генетско советување од страна на обучени професионалци е од витално значење пред и по преземањето на клиничкото генетско тестирање. 38 Информираната согласност и советувањето пред тестирање, поддржани со советување во моментот на обезбедување на резултатот, треба да осигури дека сите вклучени ги разбираат можните резултати од тестирањето и што може да имплицираат овие резултати и за пациентот и за членовите на семејството. Намалената пенетрација е една од многуте причини зошто ова е клучно. 28 Понатаму, тековното тестирање на мутации не го зема предвид придонесот на алтернативните генетски и негенетски модификатори на изразувањето на болеста.

Педијатрискиот пациент со PAH претставува слични предизвици во однос на клиничкото генетско тестирање, со некои дополнителни прашања на разгледување. Општо земено, поимот генетско тестирање е поприсутен во поширокиот контекст на сложената педијатриска болест, и на тој начин тестирањето за генетски варијанти поврзани со PAH всушност може да биде почеста кај педијатрискиот PAH иако нема податоци во овој поглед. Генерално, истите принципи на генетско тестирање во педијатријата важат како и за возрасните. Сепак, важно е да се има на ум дека клиничкото генетско тестирање треба да се користи за евалуација на пациентот, а не строго за целите на семејната проценка на ризикот. Бидејќи, иако откривањето на генетска мутација поврзана со PAH може да биде многу информативно за да се процени семејниот ризик за браќата, сестрите, родителите итн., со оглед на недостатокот на автономија на детето, ова не треба да биде примарна причина за генетско тестирање на педијатрискиот пациент без опсежно советување пред и после тестот. Повообичаено, тестирањето за мутации може да се вклучи како дел од поширока евалуација за патогенезата на PAH, иако ова не е задолжителна компонента на евалуацијата на PAH.

За асимптоматско потомство на а BMPR2 носител на мутација, постои 50% шанса да се наследи BMPR2 генска мутација од родителот. Негативниот генетски екран е крајно смирувачки - отсуството на вмешаната мутација го носи ризикот од PAH на субјектот речиси на нула. Но, присуството на забележлива мутација го удвојува ризикот од веројатноста за пред-тест во текот на животот. Бидејќи пред-тест веројатноста за PAH е поголема за жена (0,5×0,42=0,21) отколку за маж (0,50×0,14=0,07), ризикот од болеста не е еднаков. За машко откривање на семејството BMPR2 мутацијата го менува ризикот од ≈7% на 14% во текот на животот. За жена, откривање на семејството BMPR2 мутацијата го менува ризикот од ≈21% на 42% во текот на животот. Иако се потребни дополнителни студии, многу истражувачи се сомневаат дека присуството на а BMPR2 мутацијата се поврзува со барем суптилни развојни и функционални пулмонални васкуларни абнормалности како што е засилен одговор на притисокот на хипоксија. 132

Генетското тестирање за случаи на IPAH заслужува да се разгледа, иако оваа тема е контроверзна на терен. За инцидентни случаи на ИПАХ, откривањето на а BMPR2 мутацијата може да предизвика значителна вознемиреност поради грижата за семејството. Значајниот емоционален стрес и за пациентот, кој може да го доживее она што е наречено вина за наследност, и за информираните членови на семејството може да биде значаен товар. 133 Спротивно на тоа, откривањето на наследна болест во теорија би можело да обезбеди можност за семеен скрининг и поблиско набљудување со надеж за порано откривање на болеста.

Сепак, не постои упатство за практика за управување со поединци кои биле позитивни на мутација, но во моментов се без знаци или симптоми на ПАХ. Иако е потребно, нема студии за да се одреди најдобрата стратегија за скрининг и рано откривање на клинички значајна болест. Во најмала рака, таквите лица треба да имаат клинички неинвазивен ехокардиографски скрининг на секои 3 до 5 години. 134 Усогласеноста со оваа препорака е непозната и не е пријавена. Постои сè поголем список на PH-специфични терапии, од кои некои интензивно се користат кај субјекти без PH (на пример, силденафил и тадалафил за еректилна дисфункција), кои еден ден би можеле да се користат како средство за примарна превенција за оние со значителен ризик на развој на PAH (на пр., здрава BMPR2 носители на мутации во семејства со позната фамилијарна PAH). Сепак, нема моментални податоци за поддршка или побивање на таквиот пристап. Потребни се испитувања за примарна превенција за PH-специфични терапии за да се одреди кои лекови да се изберат, дали се корисни и оптималното време за започнување. Ова е од клучно значење бидејќи PH-специфичните терапии се скапи, комплицирани, ги нарушуваат нормалните рутини и може да имаат значителни несакани ефекти.

Глобални заклучоци

Огромен напредок е постигнат во созревањето на нашето разбирање за генетската основа на PAH уште од првичните описи на BMPR2 генски мутации во фамилијарна PAH. Посебно, револуциите за секвенционирање и геном од следната генерација што се во тек, поттикнаа напредок во последните 5 до 10 години. Сепак, остануваат да се одговорат основните прашања. Иднината на истражувањето на PAH мора да ги спои сите извори на податоци за да обезбеди посеопфатно разбирање на сложените биолошки мрежи и настани кои промовираат PAH кај подложните поединци. 135 Таквата системска ориентирана рамка на повеќе нивоа ќе биде критична бидејќи препознаваме дека генетските и другите видови варијации ретко се случуваат изолирано. Инхерентната сложеност на молекуларните настани со текот на времето, во согласност со изложеноста на животната средина, мора да се сфати за да на крајот ги определи критичните големи и помали варијации кои се вкрстуваат за да промовираат фенотип на PAH. Само тогаш можеме оптимално да го искористиме генетскиот и растечкиот геномски напредок за да ја измениме оваа катастрофална човечка болест.

Пациентот поставува прашања…

Зошто јас? Не знам дека некој друг во моето семејство некогаш бил дијагностициран со оваа болест, умрел предвреме или имал слични симптоми.

Нашата пациентка е разбирливо загрижена за импликациите на нејзината неодамнешна дијагноза на идиопатска пулмонална артериска хипертензија (ПАХ). И покрај недостатокот на семејна историја, ≈20% од идиопатските пациенти со ПАХ имаат забележлива мутација во ген за кој е познато дека се поврзува со ПАХ. Ова е најчесто мутација на генскиот коскено морфоген протеински рецептор тип 2 (BMPR2). Додека терапевтските импликации од откривањето на мутација на BMPR2 моментално не се релевантни за пациент со PAH, истражувачите активно го бараат ова прашање за иден терапевтски развој.

Посакувам да имам деца. Дали треба да бидам загрижен за пренесување на оваа болест на моите деца и дали има некои тестови што можам да ги направам за да знам со сигурност?

Нашиот пациент мудро го покренува прашањето за репродукција. Постои опција да се размисли за тестирање на генска мутација, вклучувајќи го и BMPR2. Ова треба да се изврши во соработка со лекарот од PH на пациентот и да вклучи информирано генетско советување можеби со генетски советник за да се олесни дискусијата. Ако пациентката одлучи да продолжи со тестирање на мутации, а се покаже дека поседува мутација во BMPR2, ова може да биде загрижувачко за нејзините деца. Бидејќи PAH поврзан со BMPR2 е автосомно доминантно заболување, теоретски наследувањето на 1 BMPR2 мутација драматично ја зголемува чувствителноста на PAH. Меѓутоа, поради намалената пенетрација, поседувањето на BMPR2 мутација не е гаранција дека некое лице некогаш ќе развие PAH во текот на својот живот. Ризикот од развој на PAH за оние кои имаат патогена BMPR2 генска мутација е ≈20% (овој ризик не е еднаков за мажјаците и жените, но ќе користиме 20% за едноставност). Така, груба пресметка на ризикот детето на една личност да развие PAH поради родител со PAH поврзан со BMPR2 е како што следува:

Прво прашање: 50% шанси родител со BMPR2 мутација да ја пренесе таа мутација на своето дете.

Второ прашање: 20% шанси личноста со мутација на BMPR2 да развие ПАХ во текот на својот живот

Математичка проценка: 0,50×0,20=0,10=10% ризик дека детето на пациентот некогаш ќе развие ПАХ.

Тестирањето за мутации за гени поврзани со PAH треба да се случи во клиничка лабораторија искусна во анализите за откривање на мутации во овие гени. Неколку такви лаборатории сега се достапни на секој континент за клиничко генетско тестирање. Пред-тест и постгенетско советување е важна компонента на тестирањето за пациентите и нивните семејства.

Исто така, важно е да се знае дека бременоста сама по себе претставува ризик за мајката со ПАХ, поради што има многу причини, вклучувајќи го и фактот дека задржувањето на течности во телото предизвикано од бременоста предизвикува дополнителен стрес на функцијата на десното срце. комори, што често е веќе компромитиран во тој момент. Влошувањето на работата на срцето може да го доведе во опасност животот на мајката и фетусот. Иако е можно бременоста кај пациент со ПАХ да може успешно да се заврши, таа се смета за високоризична бременост и бара многу внимателно управување од страна на многу специјалисти, продолжен мониторинг и хоспитализација.

За описот на случајот, видете ја воведната статија од Е.Д. Михелакис, страница 109.

Истражување на циркулацијата Компендиум за пулмонална артериска хипертензија

Пулмонална артериска хипертензија: вчера, денес, утре

Пулмонална артериска хипертензија: клинички синдром

Тековно клиничко управување со пулмонална артериска хипертензија

Метаболичка теорија на пулмонална артериска хипертензија

Воспаление и имунитет во патогенезата на пулмоналната артериска хипертензија

Десната комора кај пулмоналната артериска хипертензија: нарушувања на метаболизмот, ангиогенезата и адренергичната сигнализација кај десната вентрикуларна инсуфициенција

Генетиката на пулмоналната артериска хипертензија

Гостин уредник: Евангелос Михелакис


PAH генска мутација - Биологија

Алелна варијација за фенилаланин хидроксилаза и засилување фенилкетонурија

Локусот на фенилаланин хидроксилаза (PAH) вклучува 14 интрони [црни ленти] широко разделени со 13 егзони [зелени ленти]. 2007 година ОМИМ вклучена листа 67 алелни варијанти познато дека влијае на ензимската активност на овој локус. Локациите на вклучените мутации се прикажани погоре. Сите егзони и повеќето интрони имаат барем една позната мутација. Табелата подолу покажува дека околу една третина предизвикува неклиничко покачување на нивото на фенилаланин во крвта (хиперфенилаланемија). Меѓу преостанатите две третини кои водат до PKU, повеќе од половина се мутации со погрешна смисла што доведува до замена на аминокиселини. Останатите се повеќе или помалку подеднакво поделени на бесмислени мутации (' запира '), бришења и пост-транскрипциско спојување грешки во интрони (интервентна низа или IVS мутации). [во 2013, на ОМИМ списокот вклучува скоро 600 алелични варијанти].

Забележете, сепак, дека оваа листа се заснова на варијанти на PAH што им се допадна на лекарите или истражувачите. Големото мнозинство на мутации на овој локус веројатно немаат никакво влијание врз фенотипот и оттаму останале неоткриени.


Материјали и методи

Клеточна култура и состојби

Клетките на човечки хепатом, Hep3B и HepG2, беа одгледувани во минимална есенцијална средина (MEM, Sigma Aldrich) дополнета со 5% фетален говедски серум (FBS), 1% глутамин и 0,1% мешавина од антибиотици (пеницилин/стрептомицин) под стандардни услови за клеточна култура (37°C, 95% релативна влажност, 5% CO2).

Конструкција на минигени

За евалуација на ин витро спојување беа користени две различни конструкции на минигени. Во првиот конструкт (pSPL3 minigene), фрагмент од човек PAH вклучувајќи интрон 10 намален на 92 bp (нормална должина е 556 bp), егзон 11 и интрон 11 намален на 100 bp (целата должина е 3130), беше засилен со употреба на прајмери ​​лоцирани во интрон 10 (5'-TGAGAGAAGGGGCACAAATG-3') и во интрон 11 (5'-GTAGACATTGGAGTCCACTCT-3'). Генскиот фрагмент и соседниот регион беа клонирани во векторот pGEMT (Promega). Вметнувањето беше исечено со EcoRI и последователно клонирано во pSPL3.Втората конструкција (миниген pcDNA3.1) вклучува егзон 10, целосен интрон 10, егзон 11, 1958 bp на интрон 11 и егзон 12 клониран во pcDNA3.1+ [22].

Варијантаните минигени кои содржат мутации c.1199+17G>A и c.1199+20G>C беа генерирани со мутагенеза насочена кон локацијата со QuikChange Lightning Kit (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) со користење на прајмери ​​5'-GTGAGAGGTG>A и c.1199+20G>C 3', соодветно, и нивниот обратен комплемент. За бришење, ние се користат буквари c.1199 + 13_1199 + 19del (5'-AAGGTGAGGTGGTGAGAGCCACTAGCTCTG-3 '), c.1199 + 17_1199 + 22del (5'-AAGTAAGGTGAGGTGGTGACAAACCACTAGCTCTG-3') и c.1199 + 20_1199 + 24del (5 ' -AGGTGAGGTGGTGACAAAGGTACTAGCTCTGGG-3'), и нивниот обратен комплемент. За да се оптимизира местото на спојување со 5', мутациите c.1199+3G>A_+6G>T беа воведени во миниген од див тип со користење на прајмер 5'- GAGTTTTAATGATGCCAAGGAGAAAGTAAGGTAAGTTGGTGAC-3' и неговиот обратен комплемент. Ние, исто така, воведе промени во криптичната intronic сајт сплетка: c.1199 + 18G и ГТЦ и c.1199 + 15 А & ГТЦ / + 20G & GTA користење буквари 5'-GAGGTGGTGACAAAGCTGAGCCACTAGCTCT-3 'и 5'-GAAAGTAAGGTGAGGTGGTGACACAGGTAAGCCACTAGCTC-3 ", односно, и нивните обратна дополнуваат. Дизајнерите беа воведени со мутагенеза насочена кон локацијата.

U1snRNA конструкции

Родителскиот клон на U1 snRNA беше pG3U1 (оригинален U1) [34], дериват на pHU1 [35]. Ги создадовме варијантите U1 WT, U1 18GT, U1 MUT+17 и U1 MUT+20 со замена на низата помеѓу Bclјас и BglII места со мутантни олигонуклеотиди со совршена комплементарност со егзон 11 5' место на спојување (U1 WT), до интронично криптично место за спојување (U1 18GT) и до интронично криптично место со мутации +17 (U1 MUT + 17) или +20 (U1 MUT+20).

Преодни трансфекции и анализа на спојување

За минигенски анализи, Hep3B клетките беа засеани во чинии со шест бунари со густина од 4x105 во 2 ml 5% МЕМ и се одгледуваа преку ноќ. Клетките беа трансфицирани со вкупна количина на ДНК од 2 μg по бунар со помош на реагенс за трансфекција на ДНК JetPei (Polyplus, NewYork). За експериментите со прекумерна експресија на U1 snRNA клетките беа трансфектирани со 1 μg див тип или мутантни минигени и ко-трансфектирани со 1 μg од варијантите на U1 snRNA. Клетките беа собрани со трипсинизација по 48 часа. Вкупната РНК беше изолирана со помош на реагенс Trizol (ThermoFisher) и екстракција на фенол-хлороформ. Синтезата на cDNA беше изведена со користење на NZY First-Strand cDNA Synthesis Kit (NZYtech). Анализата на спојување беше спроведена со PCR засилување со FastStart Taq Polymerase (Roche) користејќи специфични прајмери ​​за да се исклучи откривањето на ендогени PAH генска експресија: SD6 (5'-TCTGAGTCACCTGGACAACC-3') и SA2 (5'-ATCTCAGTGGTATTTTGTGAGC-3') за миниген pSPL3, и PAH 10-11-12 S (5’-GGTAACGGAGCCAACATGGTTTACTG-3’) и PAH 10-11-12 AS (5’- AGACTCGAGGGTAGTCTATTATCTGTT-3’) за миниген pcDNA3.1. Производите за засилување на PCR на крајната точка беа анализирани со 2% електрофореза на агарозен гел и/или со капиларна гел електрофореза користејќи го Fragment AnalyzerTM (Advanced Analytical), а нивниот идентитет беше потврден со секвенционирање на Sanger. Експериментите беа направени најмалку два пати. Релативната количина на лентите што одговараат на вклучување/прескокнување на егзон беше проценета со ласерска густинаметрија со помош на софтверот ImageLab и пријавена како процент на прескокнување на егзон (во однос на збирот на двете ленти во секоја лента).

Спојување анализа на ендогени PAH транскриптите беа направени во клеточни линии Hep3B и HepG2 и во анонимизиран примерок од човечки црн дроб добиен од дијагностичката лабораторија CEDEM во Мадрид. За третман со циклохексимид, 40 μg/ml циклохексимид се додадени во медиумот за култура 6 часа пред бербата. Екстракцијата на РНК беше изведена како што е опишано погоре и прајмери ​​кои се хибридизираа со егзонот 10 (5'-ACTGTGGAGTTTGGGCTCTG-3') и егзонот 12 (5'-ACTGAGAAGGGCCGAGGTAT-3') беа користени за засилување.


Молекуларна основа на фенилкетонурија и сродни хиперфенилаланинемии: Мутации и полиморфизми во човечкиот ген на фенилаланин хидроксилаза

Мутации во човечкиот ген на фенилаланин хидроксилаза што произведува фенилкетонурија или хиперфенилаланинемија сега се идентификувани кај многу пациенти од различни етнички групи. Сите овие мутации покажуваат висок степен на поврзаност со специфични хаплотипови на полиморфизам со должина на рестриктивен фрагмент во локусот на PAH. Околу 50 од овие мутации се замени со единечна основа, вклучувајќи шест бесмислени мутации и осум мутации на спојување, а остатокот се погрешни мутации. Една мутација на спојување резултира со вметнување на 3 аминокиселини во рамката. Пронајдени се две или 3 големи бришења, 2 бришења на единечни кодони и 2 бришења со една база. Дванаесет од погрешните мутации очигледно се резултат на метилација и последователна деаминација на високо мутагени CpG динуклеотиди. Рекурентна мутација е забележана на неколку од овие места, што создава асоцијации со различни хаплотипови кај различни популации. Околу половина од сите погрешни мутации се испитани со анализа на експресија in vitro, и забележана е значајна корелација помеѓу резидуалната активност на PAH и фенотипот на болеста. Бидејќи континуираниот напредок во молекуларните методологии драматично ја забрза стапката со која се идентификуваат и карактеризираат новите мутации, овој регистар на мутации ќе се ажурира периодично. © 1992 Wiley-Liss, Inc.


Базата на податоци

Развивме релациона база на податоци за PAH мутации. Записите потекнуваат од членовите на Конзорциумот за анализа на мутации (81 истражувач во 26 земји, наведени во базата на податоци), со независни поднесоци и од редовно истражување на литературата.

Пристапност

Конзорциумот дистрибуира Билтен и печатена копија од базата на податоци. Електронската форма има посветен софтверски пакет (WINPAHDB) со користење на Microsoft FOXPRO 2.6A, дизајниран да биде самостоен извршна на IBM компатибилен компјутер со MS-DOS 3.3 и Microsoft Windows 3.0 или понова, најмалку 4 мег RAM и 5 мег потребен е простор на дискот. Може да се пребаруваат различни полиња и записите генерирани од прозорецот за прелистување може да се испечатат или зачуваат како текстуална датотека. Исто така, можно е да се испечати еден запис со сите поврзани информации. Конзорциумот отвори веб-страница на http://www.mcgill.ca/pahdb, каде што базата на податоци е „реална“ наместо „виртуелна“ (10) и може да се пристапи онлајн. Слика 2 ја прикажува почетната страница на World Wide Web серверот на базата на податоци. Преземањето може да се постигне со зголемена брзина со оневозможување на графичката компонента.

Општа структура на човечкиот ген PAH (~ 90 kb на 12q24.1). Интроните се нумерирани со 3' до соодветниот егзон (вертикални ленти). Полиморфните маркери се означени под генот (отворени кутии за дијалелни маркери засенчени кутии за двата мултиалелни маркери). Типовите на мутации се означени со симболи (видете ја рамката за кодот) оние поставени под генот се алели со недостаток на спојување, а над него се замени, бришења и вметнувања. Номенклатурата ја следи конвенцијата на Боде и Цуи (11).

Општа структура на човечкиот ген PAH (~ 90 kb на 12q24.1). Интроните се нумерирани со 3' до соодветниот егзон (вертикални ленти). Полиморфните маркери се означени под генот (отворени кутии за дијалелни маркери засенчени кутии за двата мултиалелни маркери). Типовите на мутации се означени со симболи (видете ја рамката за кодот) оние поставени под генот се алели со недостаток на спојување, а над него се замени, бришења и вметнувања. Номенклатурата ја следи конвенцијата на Боде и Цуи (11).

Почетна страница на World Wide Web серверот на базата на податоци на конзорциумот за анализа на мутации на PAH.

Почетна страница на World Wide Web серверот на базата на податоци на конзорциумот за анализа на мутации на PAH.

Содржина

Базата на податоци содржи обемни информации релевантни за генот PAH и алелните варијации на овој локус (Табела 1). Нуклеотидна промена (мутација) е дадена заедно со асоцијации помеѓу варијантниот алел, полиморфниот хаплотип, популацијата на потекло и соодветниот географски регион. Релативните фреквенции на алели, важна карактеристика во проучувањето на генетските варијации на популацијата, може да се изведат од базата на податоци. Бришењето или создавањето место за ограничување [вклучувајќи го секое место за ограничување создадено со засилување (ACRS)] се евидентира и е даден изворот на информации (објавување или лично поднесување со датум до Базата на податоци со пристапен број). Слика 3 покажува примерок од податоци.

Номенклатура

Мутациите се опишани со конвенционална номенклатура (11). Спојните мутации се идентификуваат со нивниот интронски нуклеотиден број позитивните броеви потекнуваат од 5' крајот на интронот додека негативните броеви укажуваат на алел соодветно лоциран од 3' крајот на интронот. Полиморфните хаплотипови на кои се наоѓаат мутации се именувани според конвенциите специфични за PAH (5, 7, 9).

Примерок од податоци во базата на податоци за мутации на PAH. Ѕвездичката покажува дека мутацијата е анализирана од ин витро резултатите од анализата на изразите опишани во посебно поле во базата на податоци.

Примерок од податоци во базата на податоци за мутации на PAH. Ѕвездичката покажува дека мутацијата е анализирана од ин витро резултатите од анализата на изразите опишани во посебно поле во базата на податоци.

Графичка содржина

Во моментов, четири ставки се во базата на податоци: (i) дијаграм на генот PAH и локација на сите алели (види Сл. 1). (ii) cDNA секвенцата, пренумерирана од оригиналната секвенца на Kwok et al. ( 12 ) за да се приспособат на новите наоди на крајот од 5′, пријавени од Конецки et al. (13). Секвенцата на cDNA се нумерира позитивно кога се поместува 3' од првиот преведен кодон, 5' непреведениот регион се нумерира негативно додека се движи нагоре од првиот кодон. (iii) Нуклеотидните секвенци на границите на егзон-интронот во генот (14). (iv) Предвидениот профил на мутабилност на генот, изведен со користење на компјутерската програма MUTPRED со PAH cDNA (15).

Други карактеристики

Посебна поврзана база на податоци (подготвена од д-р Пола Вотерс) ги сумира тековните информации за ин витро Експресивна анализа на PAH мутации плазмид и систем на домаќин нивоа на mRNA, имунореактивен протеин и ензимска активност во мутантниот фенотип извор на информации.

Почнувајќи од 27 септември 1995 година, 4089 мутантни PAH хромозоми беа карактеризирани од пробанди со хиперфенилаланинемија, во широк спектар на човечки популации и географски региони. Тие носеа 248 различни алели кои го модифицираат фенотипот во 798 различни асоцијации помеѓу мутација, хаплотип, популација и географски регион. Кустосите ги поздравуваат сите предлози за подобрување на базата на податоци и нејзината пристапност.


Погледнете го видеото: Latvijā atklāj jaunu slimību un gēnu mutācijas, kas to izraisa (Јуни 2022).


Коментари:

  1. Che

    Мислам дека се прават грешки. Предлагам да разговараме за тоа. Пишувај ми во попладне, зборувај.

  2. Wasim

    Помеѓу нас, не би направил.

  3. Kagataur

    Здраво на сите. Ми се допадна постот, дај му 5 поени.

  4. Ya'qub

    Не сте во право. Прати ми во ПМ, ќе разговараме.

  5. Fenrimuro

    Да, звучи привлечно



Напишете порака