Мутации ras

Мутации

Все изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, независимо от локализации и влияния на жизнеспособность клетки, – мутации. Нейтральные мутации или полиморфизмы – последовательности ДНК, не приводящие к заметным нарушениям функций.

Существуют две классификации мутаций (Strachan T., Read A., 2003). Одна базируется на функциональной характеристике и не рассматривает характер самой мутации. Вторая классифицирует мутации по структурным изменениям в ДНК и РНК.

Функциональная классификация подразделяет мутации:

1. связанные с потерей функции белка;
2. связанные с приобретением новой аномальной функции белка;
3. в регуляторных областях гена, приводящие к количественным изменениям первичного белкового продукта.

Структурная классификация выделяет следующие типы:

1. нонсенс-мутация – изменение в нуклеотидной последовательности ДНК кодирующей области гена, приводящее к возникновению стоп-кодона и преждевременному прекращению синтеза белка;
2. миссенс-мутация – изменение в нуклеотидной последовательности ДНК кодирующей области гена, приводящее к изменению одной аминокислоты, что не нарушает процесс синтеза белка;
3. мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания белка и возникновению стоп-кодона на некотором расстоянии от самой мутации, что приводит к преждевременной терминации синтеза белка. Мутации сдвига рамки считывания вызываются делециями и инсерциями, не кратными трем (кодон = 3) нуклеотидам;
4. мутации в сайтах сплайсинга приводят к тому, что нарушается процессинг мРНК, что ведёт к: а) делеции всего или части экзона; б) обычно удаляемые интронные области могут стать смысловыми. Такая патология приводит к сдвигу рамки считывания и появлению стоп-кодона. В результате белковый продукт гена не только укорачивается, но и может оказаться совершенно аномальным.

Для злокачественных опухолей характерны все типы мутаций. Высокоинформативными структурными ДНК-маркерами, позволяющими проводить раннюю диагностику опухолевого процесса, определять прогноз развития заболевания и подбирать наиболее эффективные варианты терапии, являются характерные нарушения нуклеотидной последовательности белок-кодирующих генов в некоторых типах опухоли.

ДНК-диагностика мутаций может быть косвенной и прямой (Strachan T., Read A., 2003).

При прямой диагностике предметом анализа являются мутации гена. Прямые методы возможны лишь при наличии информации об экзон-интронной организации или полноразмерной нуклеотидной последовательности ДНК гена.

ПЦР с использованием определенного фермента гидролиза ДНК возможна при стандартной мутации с изменением сайта рестрикции, если без изменения сайта рестрикции – аллель-специфическая ПЦР.

Определение нуклеотидной последовательности фрагмента ДНК, показавшего аномальную электрофоретическую подвижность, и заключительным этапом анализа мутаций является их секвенирование. Прямое секвенирование позволяет с 100% эффективностью определить мутацию.

В косвенной диагностике мутаций используются несколько методов. Наиболее просто при электрофоретическом анализе обнаруживаются мутации, изменяющие длину амплифицированных фрагментов ДНК.

Для выявления точковых мутаций, небольших делеций и инсерций в исследуемых генах используется множество различных подходов, основанных на методе полимеразной цепной реакции. При ПЦР возможно многократно увеличить уникальную последовательность ДНК, а затем проанализировать её на наличие мутации.

Метод конформационного полиморфизма однонитевой ДНК (SSCP) – один из наиболее простых в исполнении высокочувствительных методов поиска однонуклеотидных замен в исследуемом участке геномной ДНК. Оптимальный размер исследуемого фрагмента ДНК 200-250 п.н., при котором вероятность обнаружения мутаций составляет 70-95%.

Вероятность идентификации точковых мутаций методом гетеродуплексов достигает 80-90% при длине фрагментов ДНК не более 300 п.н. Метод основан на том, что за счет конформационных особенностей в местах несовпадения нуклеотидов электрофоретическая подвижность гетеродуплексов, образующихся при комплиментарном взаимодействии мутантной и нормальной ДНК отличается от подвижности гомодуплексов нормальных фрагментов ДНК.

Наиболее распространенным способом скрининга мутаций, позволяющим выявить точковые мутации почти в 100% случаев и не требующим больших затрат времени, считается комбинация анализа гетеродуплексов и метода однонитевого конформационного полиморфизма.

Методы лечения: ингибиторы EGFR и их эффективность

Ингибиторы EGFR относятся к группе таргетных препаратов. В отличие от классических химиопрепаратов, они действуют прицельно, на определенную молекулу, а не поражают все подряд быстро размножающиеся клетки.

Для лечения рака легкого применяют такие ингибиторы EGFR, как гефитиниб (Иресса), эрлотиниб (Тарцева), афатиниб (Гиотриф), бригатиниб (Алунбриг), икотиниб (Конмана). При раке толстой кишки применяют цетуксимаб (Эрбитукс), панитумумаб (Вектибикс).

Ингибиторы EGFR имеют разную химическую структуру, разные механизмы действия, и в зависимости от этого их можно разделить на две большие группы:

• «Малые молекулы» воздействуют на тирозинкиназу — часть EGFR, которая находится внутри клетки и запускает каскад биохимических реакций при активации рецептора. К этой группе относятся: Тарцева, Иресса, Алунбриг.
• Моноклональные антитела — аналоги антител, которые работают в составе иммунной системы и защищают организм от инфекций, других патогенов. Они распознают участок EGFR, который находится снаружи клетки, связываются с ним и не дают рецептору активироваться. К этой группе относят Эрбитукс, Вектибикс.

При раке легкого ингибиторы EGFR чаще всего используют на поздних стадиях, отдельно или в сочетании с химиопрепаратами.

Таргетные препараты действуют более прицельно по сравнению с классическими химиопрепаратами, тем не менее, они могут приводить к некоторым побочным эффектам. При применении ингибиторов EGFR чаще всего возникают такие проблемы, как сыпь и инфекции кожи, диарея, потеря аппетита. Более серьезные побочные эффекты встречаются редко.

Гефитиниб (Иресса) в лечении больных с мутацией EGFR

Гефитиниб — таргетный препарат из группы ингибиторов EGFR для лечения немелкоклеточного рака легких в случаях, когда опухоль проросла в окружающие ткани, либо имеются отдаленные метастазы. В 2002 году он был одобрен в Японии, в 2003 году — в США. На данный момент гефитиниб продается более чем в 60 странах мира.

Препарат принимают в виде таблеток, по одной в день. Доказано, что в более высоких дозах гефитиниб не действует более эффективно, но возрастает риск побочных эффектов.

Чем доказана эффективность гефитиниба?

В 2009 году завершилась третья фаза клинического исследования, в котором участвовали пациенты с запущенной аденокарциномой легкого из Восточной Азии. Испытуемых поделили на три группы. В первой группе лечение проводилось гефитинибом, в двух других — химиопрепаратами карбоплатином и паклитакселом. В подгруппе пациентов, имеющих мутацию гена EGFR, эффективность гефитиниба оказалась значительно выше.

В Европейской клинике применяются все таргетные препараты, зарегистрированные на территории России, и у нас есть возможность провести молекулярно-генетические исследования, которые помогут выявить мутации и подобрать оптимальную терапию. Свяжитесь с нами, мы знаем, как помочь.

Запись на консультацию круглосуточно

+7 (495) 151-14-53+7 (861) 238-70-54+7 (812) 604-77-928 800 100 14 98

Примеры генных мутаций у людей

1. Прогерия. Прогерией принято считать одним из самых редких генетических дефектов. Проявляется данная мутация в преждевременном старении организма. Большая часть больных погибает, не достигнув тринадцатилетнего возраста, и немногим удается сохранить жизнь до двадцати лет. Данная болезнь развивает инсульты и болезни сердца, и именно поэтому, чаще всего, причиной смерти является сердечный приступ или инсульт.
2. Синдром на Юнера Тана (СЮТ). Данный синдром специфичен тем, что подверженные ему передвигаются на четвереньках. Обычно люди СЮТ используют самую простую, примитивную речь и страдают врожденной мозговой недостаточностью.
3. Гипертрихоз. Так же имеет название “синдром оборотня” или же — ”синдром Абрамса”. Данное явление прослеживается и документируется со времен Средневековья. Люди, подверженные гипертрихозу отличаются количеством волос на теле, превышающим нормы, особенно это распространяется на лицо, уши и плечи.
4. Тяжелый комбинированный иммунодефицит. Подверженные данному заболеванию уже при рождении лишены эффективной иммунной системы, которой обладает среднестатистический человек. Дэвид Веттер, благодаря которому в 1976 году данная болезнь получила известность, скончался в возрасте тринадцати лет, после неудачной попытки хирургического вмешательства с целью укрепления иммунитета.
5. Синдром Марфана. Заболевание встречается довольно часто, и сопровождается непропорциональному развитию конечностей, чрезмерной подвижностью суставов. Гораздо реже встречается отклонение выраженное срастанием ребер, следствием чего является или выпирание, или западание грудной клетки. Частой проблемой подверженных донному синдрому является искривление позвоночника.

Последствия для организма

Обычно мутации отрицательно сказываются на многоклеточном организме. Они приводят к отмиранию клеток — апоптозу. Если внутренние и внешние защитные механизмы не смогли обнаружить отклонение, то ген получат все потомки, что полностью изменит функционирование пораженных частей.

Мутации в соматических клетках часто приводят к образованию злокачественных опухолей. Так возникают фибромы, наросты на мягких тканях, онкология. Нарушения в половых структурах вызывают изменения у организмов-потомков.

Если условия проживания стабильны или изменяются практически незаметно, то у большинства существ генотип стремится к оптимальному уровню. Мутации в этом случае нарушают функции организма, снижают его иммунитет и способность приспосабливаться к новой окружающей среде. Но в редких случаях свойства отклонений оказываются полезными — они позволяют человеку или животному быстрее адаптироваться.

Массовый характер мутационной изменчивости

Мутации чаще всего носят ненаправленный характер, что проявляется в следующем:

• они не направлены на приспособление к среде обитания организма;
• образуются изменения, снижающие устойчивость организма и жизнеспособность;
• мутации, находящиеся в среде с антибиотиком, который должен повысить устойчивость, происходят с той же периодичностью, что и до его воздействия.

Массовый характер мутационная изменчивость приобретает в исключительных случаях, например, при экологических катастрофах. Один из ярких примеров — авария на Чернобыльской АЭС, когда влияние радиации ощутили на себе все живые организмы: люди, животные, растения. Под воздействием облучения образовались изменения в структуре хромосом, что привело к мутациям, сильно отклоняющимся от нормы.

Последствия проявлялись в следующем:

• бесплодие или самопроизвольные выкидыши;
• рождение детей с недовесом или непропорциональной головой относительно грудной клетки;
• психические расстройства у детей, рожденных после катастрофы, задержка в развитии, шизофрения;
• сосудисто-мозговые патологии.

Определение мутации

На простейшем уровне мутация – это изменение или трансформация. В биологии мутации относятся к изменениям в хромосомах и генах, которые обычно проявляются физически.

Эффект мутации может зависеть от региона, в котором была изменена последовательность генетического материала. Самыми простыми и безвредными являются замены одного базовая пара с другой, без влияния на последовательность белка. На другом конце находятся мутации вставки или делеции, которые приводят к нефункциональности ген товары. Мутации также могут происходить в больших масштабах, когда длинные участки ДНК (или РНК, когда речь идет о генетическом материале) инвертируются, вставляются, дублируются, удаляются, транспонируются или транслоцируются.

Результат мутации может быть вредным, полезным, нейтральным или даже бесшумным. Мутация может привести к потере или усилению определенной функции, к изменениям уровней экспрессии или, в крайних случаях, даже к эмбриональной летальности.

Мутации HRR и рак простаты

В марте 2019 года авторитетная американская ассоциация National Comprehensive Cancer Network (NCCN) обновила рекомендации по диагностике и лечению рака предстательной железы. В новой редакции была отмечена важная роль генетического тестирования. Эксперты рассказали, что мутации HRR встречаются в 15–25% случаев при метастатическом кастрационно-резистентном раке простаты. Такие злокачественные опухоли не реагируют на кастрационную терапию (подавление выработки мужских половых гормонов), но отвечают на гормональную терапию второй линии. В обновленных рекомендациях NCCN предписывается проводить анализ на мутации HRR всем пациентам с раком предстательной железы, который распространился в регионарные лимфатические узлы или метастазировал.

Практически аналогичные рекомендации даются в клинических рекомендациях Министерства Здравоохранения РФ от 2021 года:

• Генетический анализ на наличие герминальных (наследственных) мутаций генов HRR рекомендуется для всех пациентов с местно-распространенным раком простаты и метастазами в регионарных лимфоузлах (N1).
• Исследование на соматические мутации помогает составить более полную картину по сравнению только с тестированием на герминогенные мутации.
• Исследование опухолевой ткани на наличие соматических мутаций в генах HRR методом секвенирования следующего поколения (NGS) рекомендуется для всех пациентов с метастатическим раком простаты.

Российские эксперты опираются на результаты исследования PROfound, в котором приняли участие 4425 пациентов с кастрационно-резистентным раком простаты. У 27,9% из этих мужчин были обнаружены наследственные и соматические мутации HRR.

Причины возникновения мутаций

По причинам возникновения различают спонтанные и индуцированные мутации.

• Спонтанные (самопроизвольные) мутации возникают без видимых причин. Эти мутации иногда рассматривают как ошибки трех Р: процессов репликации, репарации и рекомбинации ДНК. Это означает, что процесс возникновения новых мутаций находится под генетическим контролем организма. Например, известны мутации, которые повышают или понижают частоту других мутаций; следовательно, существуют гены-мутаторы и гены-антимутаторы. В то же время, частота спонтанных мутаций зависит и от состояния клетки (организма). Например, в условиях стресса частота мутаций может повышаться.
• Индуцированные мутации возникают под действием мутагенов.

Что такое EGFR?

• EGFR – трансмембранный рецептор, активирующийся при связывании с эпидермальным фактором роста, трансформирующим фактором роста-α, амфирегулином.
• При активации EGFR внутри клетки запускается каскад биохимических реакций, приводящих к повышению пролиферации малигнизированных (опухолевых) клеток, росту опухоли, стимуляции процессов инвазии, патологического ангиогенеза и метастазирования.
• Рецептор EGFR кодируется геном EGFR.

В ряде опухолей обнаруживаются аномальные рецепторы эпидермального фактора роста, что обусловлено наличием мутации в соответствующем гене. В клетках с мутацией происходит активация сигнального пути EGFR, что, в свою очередь, инициирует процессы злокачественной трансформации в большинстве опухолей. Сигнальные пути контролируют процессы пролиферации, апоптоза – одного из механизмов клеточной гибели, утраты способности клеток к дифференцировке, процессы ангиогенеза и метастазирования.

Литература

1. http://www.activestudy.info/generativnye-i-somaticheskie-mutacii-2/
2. http://studopedia.info/5-45142.html
3. http://humbio.ru/humbio/genexp/001b2690.htm
4. Керкадзе И.Г. Некоторые вопросы генетики чайного растения. Сообщение VIII. Соматическая мутация и клоновая селекция чая. // Субтропические культуры, 1983. № 1. С. 42-45.
5. Борисова Е.М. Роль сортов и новых технологий в интенсивном садоводстве. // Сельскохозяйственная биология, 2003, № 5: С. 124-126.
6. Гвасалия М.В. Частота и спектр хромосомных аберраций у сортов и форм чая при спонтанном мутагенезе. // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 3. С. 65-69
7. Новицкая Л.Л. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий. Петрозаводск: Verso, 2008. 144 c.
8. Барсукова Т.Л. Изменчивоть березы карельской по морфологическим формам в культурах разного возраста в условиях Беларуси // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: Материалы Международной конференции. Петрозаводск, Карельский научный центр РАН. 2011. С. 29-33.
9. Коровин В.В. Структурные аномалии стебля древеных растений: итоги наблюдений // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: Материалы Международной конференции. Петрозаводск, Карельский научный центр РАН. 2011.  С. 131-136.
10. https://ru.wikipedia.org/wiki/
11. Ямбуров М.С. Морфологические особенности мутационной и паразитарной «ведьминых мётел» пихты сибирской //Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2009. № 329. – С. 246-250.
12. Ямбуров М. С., Горошкевич С. Н. «Ведьмины мётлы» кедра сибирского как спонтанные соматические мутации: встречаемость, свойства и возможности использования в селекционных программах // Хвойные бореальной зоны. — 2007. — Т. XXIV, № 2—3.
13. Ямбуров М. С., Горошкевич С. Н., Третьякова И. Н., Хихлова О. В., Лукина А. В. Ведьмины мётла мутационного типа как перспективный источник для получения новых декоративных форм хвойных растений // Вестник Иркутской сельскохозяйственной академии. — 2011. — Т. 44, № 4. — С. 153-160.
14. Муратова Е. Н., Седельникова Т. С. Геномные и хромосомные мутации у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в экстремальных условиях произрастания // Хвойные бореальной зоны. — 2004. — С. 128—140.
15. http://kedr.forest.ru
16. Усольцев В/А. «Ведьмину метлу» – на улицы наших городов // Экопотенциал. – 2013. № 3–4. – С. 111-115.
17. Коровин В.В., Курносов Г.А. Структурные аномалии: случайность или … // Лесной вестник. 2009. — № 1. С. 26-31.
18. James Lignotubers  and  burls/  Their  structure, function and ecological significance in Mediterranean ecosystem. // Bot. Rev., 1984. V. 50, N 3. P. 225–266
19. Коровин В.В. Аномальные, предположительно мутантные, изменения морфологии сосны обыкновенной в ленточных борах Алтая // Тез.докл. Междун.научно-практической конф. Воронеж. 1996. С. 13-14.
20. Радиоактивное загрязнение растительности Беларуси (в связи с аварией на Чернобыльской АЭС) / отв. ред. В.И Парфенов, Б.И. Якушев // Мн.: Навука i тэхнiка, 1995 – 581 с.

Шамаль Наталья Владимировна

Наталья Шамаль, старший научный сотрудник лаборатории моделирования и минимизации антропогенных рисков

Последствия мутаций для клетки и организма

Мутации, которые ухудшают деятельность клетки в многоклеточном организме, часто приводят к уничтожению клетки (в частности, к программируемой смерти клетки, — апоптозу). Если внутри- и внеклеточные защитные механизмы не распознали мутацию, и клетка прошла деление, то мутантный ген передастся всем потомкам клетки и, чаще всего, приводит к тому, что все эти клетки начинают функционировать иначе.

Мутация в соматической клетке сложного многоклеточного организма может привести к злокачественным или доброкачественным новообразованиям, мутация в половой клетке — к изменению свойств всего организма-потомка.

В стабильных (неизменных или слабо изменяющихся) условиях существования большинство особей имеют близкий к оптимальному генотип, а мутации вызывают нарушение функций организма, снижают его приспособленность и могут привести к смерти особи. Однако в очень редких случаях мутация может привести к появлению у организма новых полезных признаков, и тогда последствия мутации оказываются положительными; в этом случае они являются средством адаптации организма к окружающей среде и, соответственно, называются адаптационными.

Геномная мутация

Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом.

Полиплоидия – вид геномной мутации, связанный с увеличением хромосомного набора. У полиплоидов гаплоидный (n) набор хромосом повторяется не два раза, как у диплоидов, а три, четыре или более. Возникновение такого вида мутации связано с нарушением митоза или мейоза.

Полиплоидия часто встречается среди растений, у животных она тоже может быть, но встречается крайне редко. Растения-полиплоиды с кратным увеличением набора (4n, 6n, 8n и т. д.) отличаются крупными размерами, объёмными плодами, что делает их ценными продуктами питания и незаменимыми объектами для селекции. Организмы с некратным набором хромосом из-за нарушения мейоза (3n, 5n …) наоборот становятся малоплодовитыми. Некоторые виды, например пшеница, иногда могут мутировать с образованием гаплоидного набора, такие растения не способны размножаться половым путём.

Полиплоидия

Полиплоиды у которых повторяется собственный генотип называют автополиплоидами, а возникшие в результате межвидовой гибридизации (с разными наборами хромосом) – аллополиплоидами.

Гетероплоидия, или анеуплоидия – изменение числа хромосом, некратное гаплоидному набору. Трисомия – набор 2n+1, возникает в случае нерасхождения пары гомологичных хромосом, они отходят в гамету вместе. Другая же гамета наоборот будет лишена этой хромосомы и её генотип будет 2n-1 – моносомия. Например, люди с синдромом Дауна трисомики с лишней 21-й хромосомой. Анеуплоидия по большему числу хромосом встречается очень редко. Хотя при таком нарушении присутствуют все гены, иногда совместная работа лишнего числа аллелей приводит к несовместимым с жизнью эффектам.

Синдром Кляйнфельтера, являющийся причиной мужской импотенции, обусловлен тем, что у мужчины появляется лишняя хромосома X. Синдром Тернера – отсутствие у женщины внешних женских признаков – связан с наличием лишь одной хромосомы X вместо положенных двух.

Откуда про эти гены столько мифов

Из-за нарушений в работе фолатного цикла в организме может накапливаться гомоцистеин — производное метионина. В концентрации сильно выше лабораторных норм гомоцистеин повреждает сосуды и нейроны. Его высокое содержание в крови связывают со многими патологиями: ишемической болезнью сердца, инфарктом, атеросклерозом, болезнью Альцгеймера, анемией, тромбозом.

Кроме того, высокий уровень гомоцистеина — фактор риска при планировании и ведении беременности. Высокий гомоцистеин во время беременности может вызвать преждевременные роды и увеличивает риск отслойки плаценты или развития сахарного диабета (значительно повышенный, а не на верхних границах нормы).

Первые данные о влиянии гомоцистеина на здоровье появились в 1962 году, когда было описано редкое наследственное заболевание гомоцистинурия. Для этого состояния характерен высокий уровень гомоцистеина, который вызывает серьезную задержку в психическом развитии из-за неправильной работы гена СВS. Впервые повышение уровня гомоцистеина и развитие тромбоза в детстве было связано со сбоями в работе фермента MTHFR в 1991 году. А в 1995 были обнаружены варианты в гене MTHFR, которые влияют на активность фермента.

В итоге родилась теория о том, что варианты генов фолатного цикла могут приводить к высокому уровню гомоцистеина из-за нарушений в работе ферментов. Следовательно, наличие таких вариантов могло оказаться ценным маркером для диагностики и предотвращения различных заболеваний: от бесплодия до рака.

Сотни ученых искали взаимосвязь между патологиями и разными вариантами генов, и такая корреляция была найдена. Без достаточных доказательств клинического значения, на основании этой взаимосвязи анализ генов фолатного цикла стали предлагать пациентам.

Тромбофилия как фактор риска осложнений беременности

Тромбофилией называется склонность к развитию тромбов (кровяных сгустков). Тромбофилия может быть угрожающим жизни состоянием, если тромб запирает кровоток. Тромбофилия может быть наследственным нарушением, но может быть связана и с внешними причинами, такими как хирургические операции, ожирение, беременность, использование гормональных контрацептивов, антифосфолипидный синдром, повышение уровня гомоцистеина или долгий период неподвижности. Врачи подозревают наличие тромбофилии у пациентов, имевших тромбозы в прошлом, или у родственников которых были случаи тромбозов, инсультов, инфарктов в молодом возрасте (до 40 — 50 лет). Однако у многих людей с тромбофилией нет никаких симптомов, или эти симптомы проходят незамеченными, поскольку тенденция к тромбофилии недостаточно сильно выражена. Исследования последних лет показали, что наличие тромбофилии сопряжено с повышенным риском развития осложнений беременности (привычное невынашивание, плацентарная недостаточность, задержка роста плода, поздний токсикоз (гестоз)). К числу генных маркеров наследственных тромбофилий относятся мутация метилентетрагидрофолатредуктазы, лейденская мутация и мутация гена протромбина G20210A.

Исследования последних лет показали, что у пациенток с привычным невынашиванием беременности часто обнаруживаются один или несколько генетических маркеров тромбофилии. Например, в одном из исследований было обнаружено наличие лейденской мутации у 19% пациенток с невынашиванием беременности, тогда как в контрольной группе лейденская мутация была обнаружена только у 4% женщин.

Роль мутаций в генах BRCA1 и BRCA2

Гены BRCA1/2 относятся к группе генов-супрессоров, вовлеченных в процесс гомологичной репарации двунитевых разрывов ДНК.

Наличие клинически значимых мутаций в генах BRCA1 или BRCA2 вызывает потерю функции белков, кодируемых этими генами, в результате чего нарушается основной механизм репарации двунитевых разрывов ДНК. Альтернативные пути репарации (BER, NHEJ) не способны полностью исключить накопление большого числа ошибок в первичной структуре ДНК (геномная нестабильность), следствием чего является повышенный риск возникновения некоторых злокачественных новообразований (рака молочной железы, рака яичников, рака простаты, рака поджелудочной железы) (рис. 1).

Как выявить мутации BRCA?

Для этого существуют специальные анализы. На исследование можно отправить образец крови (так называемая жидкая биопсия) или фрагмент злокачественной опухоли. В крови можно обнаружить только наследственные мутации. Анализ опухолевой ткани позволяет выявить соматические мутации, которые произошли непосредственно в раковых клетках. Поэтому зачастую рекомендуется отправлять в лабораторию и образец крови, и фрагмент ткани.

Мутации выявляют разными способами, наиболее современный — метод секвенирования следующего поколения (Next-Generation Sequencing, NGS). Он позволяет выявить максимум разных генетических дефектов. Европейская клиника сотрудничает с ведущими зарубежными лабораториями, которые проводят такие исследования.

Что означает результат?

Если из лаборатории пришел положительный результат, это означает, что в опухолевых клетках есть мутация BRCA.

Если результат отрицательный, это еще не означает, что гены в клетке работают абсолютно нормально. Во-первых, мутации BRCA бывают очень разными. Большинство из них можно выявить, но некоторые редкие не изучены, и анализы их не обнаруживают. Во-вторых, даже если гены BRCA1 и BRCA2 имеют нормальную структуру, мутации, способствующие развитию рака, могут быть в других генах. Многие из них также можно обнаружить с помощью метода NGS.

Иногда результат бывает неопределенным. Это означает, что обнаружена некая мутация, но нет доказательств, что она повышает риск рака.

Если результат анализа на мутации BRCA отрицательный, но есть факторы, явно указывающие на то, что рак может быть наследственным, нужно снова проконсультироваться с клиническим генетиком. Врач решит, что делать дальше.

Проблемы методики

Опухоли неоднородны. Они состоят из разных клеток, которые могут отличаться весьма значительно. И, например, в 80% клеток опухоли мутация определенного гена присутствует, а 20% клеток поделились с другим распределением хромосом — и остались немутировавшими. Да, мы назначаем препарат по результатам молекулярно-генетического теста, и против 80% опухолевых клеток он сработает эффективно, но для оставшихся 20% нужно будет придумывать другое лечение.

Некоторые виды рака более-менее гетерогенны, например, РМЖ. А некоторые опухоли, такие как саркомы, напоминают по структуре винегрет. Это затрудняет и диагностику, и лечение: нельзя заранее узнать, в какой части опухоли какие клетки, сколько их видов, как сильно они отличаются. И нельзя, грубо говоря, взять 10 образцов из разных мест опухоли — по ним придется сделать 10 отдельных генетических исследований.

До 30% таргетных и иммунопрепаратов в России назначается без соответствующего обоснования — без исследований генетики опухоли. И часть этих лекарств оказывается пустой тратой средств бюджета и денег пациента, потому что назначать таргетное лечение без понимания генетики опухоли — это рулетка: зарегистрировано более 600 препаратов. Например, для рака молочной железы есть пять протоколов лечения, в зависимости от мутации гена HER2/Neu.

В западной медицине определение генетического профиля опухоли уже становится стандартом лечения. Для российских онкопациентов молекулярно-генетические тестирования — все еще редкий случай, к сожалению — для бюджетной медицины это пока дорого. Но есть надежда, что все изменится к лучшему. Если сейчас оно стоит 600 тыс. руб., то 5 лет назад стоило больше миллиона — технология становится все проще и совершеннее, а, значит, популярнее и доступнее. Здесь время работает на нас.

Большинство онкологов в России НЕ используют молекулярно-генетические тесты. Потому что не имеют достаточного опыта работы с ними и специфических знаний. Не получится просто открыть отчет и «списать» оттуда лечение

Нужно принимать во внимание множество факторов, понимать, как все эти многочисленные мутации влияют друг на друга, на рост опухоли, на потенциальную индивидуальную переносимость пациентом препарата и т. п

Поэтому мало просо сделать генетический тест, нужно уметь понять результаты и сделать верные выводы. Мы с коллегами чаще всего сначала изучаем отчет сами (бывает, приходится посидеть над ним дома, в тишине после работы) — а потом еще и собираем консилиум, принимаем коллегиальное решение.

Необходимо продумывать комбинации из таргетных препаратов, уметь сочетать их химиотерапевтическими лекарствами, предусматривать возможные побочные эффекты таких «коктейлей». Это довольно сложная задача — и врач должен быть очень мотивирован постоянно учиться.

Но хорошие истории пациентов, честно говоря, всегда мотивируют лучше всего.

Сейчас у нас есть пациентка, 48 лет, с рецидивирующей глиобластомой (агрессивная опухоль мозга). К нам она попала после того, как прошла две линии терапии в государственном онкоцентре. Там все делали правильно, проводили лучевую терапию и назначали таргетный препарат, но опухоль все равно вернулась. Женщине отвели полгода жизни.

Мы предложили ей полное молекулярно-генетическое тестирование. Да, оно стоит 600 тыс. рублей, сокращенный вариант, за 250, в ее случае не подошел — нужно было расширенное тестирование, с максимально полным набором мутаций.

Но по результатам обследования назначили ей препарат, который предназначен обычно для лечения немелкоклеточного рака легкого. Он эффективен против опухолей с мутацией EGRF — у нашей пациентки глиобластома была именно с этой мутацией.

Женщина ходит к нам лечиться и наблюдаться уже 4 года. Это в 5 раз дольше, чем при стандартной терапии. Причем, она самостоятельна, живет эти 4 года обычной жизнью, ходит на работу и собирается дождаться внуков.

Так что, хоть нам в «Медицине 24/7» и приходится все время держать мозги в тонусе, разбираться в новых и новых исследованиях генетических мутаций — результаты определенно того стоят.

Будьте здоровы.

Материал подготовлен заместителем главного врача по лечебной работе клиники «Медицина 24/7», кандидатом медицинских наук Сергеевым Петром Сергеевичем.