Что нужно знать о мутациях и генетических заболеваниях будущим родителям?

Мутация – у многих людей это слово вызывает негативные ассоциации. Кто-то сразу вспоминает фантастические фильмы с антропоморфными монстрами, а кто-то знает, что изменения в генах на самом деле не превращают людей в персонажей из фильма «Люди Икс», а вызывают врожденные заболевания, порой весьма тяжелые.

Реальность же куда интереснее самой изощренной научной фантастики. Вот несколько интересных фактов о мутациях, которые могут вас удивить.

Мутагенез происходит постоянно – с момента зачатия и до конца жизни.

У каждого человека при копировании ДНК регулярно происходят ошибки. Они могут быть вызваны некоторыми химическими веществами (самый знаменитый пример – канцерогены табачного дыма), излучениями, вирусами, а иногда происходят совершенно случайно во время клеточных делений.

Почему же мы этого не замечаем? Ответ прост – большинство мутаций ни на что не влияет.

Пример нейтральной мутации гетерохромия у человека

В зависимости от времени возникновения выделяют разные типы мутаций. Соматические мутации возникают в определенных клетках тела в течение жизни, например только в легких или в слизистой оболочке пищевода. Потомству такие мутации не передаются. Наследственные мутации присутствуют в половых клетках. В дальнейшем они передаются ребенку и будут присутствовать во всех клетках его тела. Еще выделяют постзиготные мутации – они возникают вскоре после слияния половых клеток. Если такая мутация появляется на ранних сроках внутриутробного развития, то она присутствует во многих клетках тела, и ее можно выявить практически во всех органах.

Каждый раз, когда ДНК человека передается в следующее поколение, в ней накапливается 100–200 новых мутаций. К такому выводу пришли авторы исследования, опубликованного в 2009 году.

Мутагенез – двигатель эволюции. Природа действует жестоко: у живых существ возникают мутации, полезные сохраняются и передаются следующим поколениям, а носители вредных зачастую погибают, не оставляя потомства. Людям во многом удалось обойти эти суровые законы выживания благодаря науке и медицине.

Человек – продукт мутагенеза, происходившего многие миллионы лет. Все наши нормальные гены – это условно вчерашние «мутанты», доказавшие свою полезность. Благодаря мутациям бактерии превратились в первые микроорганизмы с клеточным ядром, а те стали многоклеточными и дали всё многообразие форм жизни.

Мутации: частые, редкие, «хорошие», «плохие» и остальные

В зависимости от влияния на организм все мутации принято делить на три типа.

1. Нейтральные мутации ни на что не влияют, не приносят ни вреда, ни пользы. Именно они чаще всего и происходят. Типичный пример нейтральных мутаций – молчащие точечные мутации. В генетическом коде меняется одна «буква», но вместе с соседними она по-прежнему кодирует ту же самую аминокислоту. Структура белка остается прежней.
2. Полезные мутации дают организму определенные преимущества. Например, за счет них бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам. Есть интересные примеры и среди людей. Так, у жителей одного городка в Италии была обнаружена мутация в гене белка apoA-I, формирующего частицы липопротеинов высокой плотности – транспортной формы жиров в крови. Эта мутация была названа Milano, она защищает своих носителей от атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний.
3. Вредные мутации оказывают негативные эффекты. Они вызывают генетические заболевания и злокачественные опухоли. Эти мутации встречаются намного реже, чем нейтральные, но чаще полезных. Можно провести аналогию с автомобилем: если случайным образом внести в конструкцию двигателя изменения, то вероятность того, что улучшатся показатели его работы, крайне низкая. А вот что-то испортить можно запросто.

Среди вредных мутаций у человека встречаются такие, которые приводят к заболеваниям с тяжелой симптоматикой и высокой смертностью. Например, к ним относятся:

• Муковисцидоз – опасное для жизни заболевание, вызванное мутацией в гене трансмембранного регулятора муковисцидоза. Белок, кодируемый этим геном, регулирует движение воды и солей через клеточные мембраны. Патология проявляется в виде поражения различных экзокринных желез (в них скапливается густой вязкий секрет), при этом нарушаются функции органов дыхания, поджелудочной железы, печени, потовых желез и др. В Европе муковисцидоз встречается у одного из 2–2,5 тысяч новорожденных.
• Спинальная мышечная атрофия (СМА) – заболевание, которое проявляется в виде мышечной слабости, гипотонии и атрофию мышц. Со временем оно прогрессирует, симптомы нарастают. Существует несколько форм СМА, самая распространенная развивается из-за мутаций в гене SMN1. Заболеваемость СМА I типа составляет один случай на 6–11 тысяч живорожденных детей.
• Несиндромальная сенсоневральная тугоухость – частичная или полная потеря слуха, не сопровождающаяся другими симптомами. К заболеванию могут приводить дефекты в различных генах, например GJB2, GJB6. По данным американских исследователей, потеря слуха на одно или оба уха среди маленьких детей составляет 2–3 случая на 1000 населения.
• Фенилкетонурия – заболевание, при котором нарушена структура гена, кодирующего фермент фенилаланингидроксилазу. В норме этот фермент расщепляет аминокислоту фенилаланин. Ее накопление в организме в больших количествах приводит к умственной отсталости и другим серьезным последствиям. Показатели заболеваемости различаются в разных странах, в среднем они составляют один случай на 10–15 тысяч новорожденных.
• Синдром Смита–Лемли–Опица возникает в результате мутации, вызывающей дефицит фермента 7-дегидрохолестеролредуктазы. Проявляется в виде определенных особенностей внешности, пороков внутренних органов, нарушения поведения, а также проявлений, характерных для аутизма. Распространенность заболевания составляет один случай на 20–40 тысяч новорожденных.

Кроме того, существуют мутации, вызывающие состояния, которые встречаются редко или не приводят к тяжелым симптомам, снижению качества жизни. Вот некоторые примеры:

• Синдром Жильбера – легкое заболевание, при котором периодически повышается уровень билирубина (продукта распада эритроцитов) в крови. Выявляется примерно у 5% людей.
• Наследственная непереносимость фруктозы – наследственное заболевание, при котором в организме не хватает фермента, расщепляющего фруктовый сахар (фруктозу). Может протекать в легкой или тяжелой форме. Распространенность составляет один случай на 20–60 тысяч населения.
• Недостаточность биотинидазы – нарушение выработки в организме биотина (другое название – витамин H). Его дефицит может быть частичным или глубоким. В первом случае снижается тонус мышц, выпадают волосы и появляется сыпь на коже. Нередко эти симптомы возникают только во время сильных стрессов и инфекций. При глубоком дефиците биотина могут возникать судороги, потеря слуха и зрения, нарушение дыхания, грибковая инфекция (кандидоз). Обе формы – легкая и тяжелая – встречаются у одного из 60 тысяч новорожденных.
• Гемохроматоз – заболевание, при котором в коже, сердце, печени, поджелудочной железе, гипофизе и суставах накапливается железо. Это может привести к различным патологиям. Распространенность заболевания составляет один случай на несколько сотен человек.
• Почечная глюкозурия – редкое заболевание, при котором в моче повышена концентрация глюкозы, даже когда в крови ее уровень в пределах нормы. По данным некоторых крупных скринингов, это состояние встречается у одного из 300–400 детей.

Почему у здоровых родителей может родиться больной ребенок?

Некоторые люди являются носителями генетических заболеваний, сами того не подозревая. Это возможно благодаря тому, что каждый ген в наших клетках представлен двумя копиями (аллелями). Эти копии бывают рецессивными (более «слабыми») и доминантными («сильными»). У заболеваний, которые наследуются по аутосомно-рецессивному типу, мутантный ген более «слабый». Если у человека один такой ген нормальный, а второй с дефектом, то он будет здоров. Но если два таких носителя решат завести ребенка, и каждый из них передаст малышу мутантную копию, он родится с заболеванием.

Аутосомно-рецессивный тип наследования. На картинке видно, что у двух родителей-носителей мутации вероятность рождения ребенка-носителя составляет 50%, ребенка без дефектного гена – 25%, больного ребенка – 25%.

Чтобы заранее узнать о рисках, проводят генетическое тестирование. Его рекомендуется выполнить будущим родителям, особенно в следующих случаях:

• наличие установленного генетического заболевания у родственника или подозрение на генетическую патологию в семье;
• симптомы, которые могут быть проявлениями генетического заболевания;
• близкородственный брак;
• случаи невынашивания беременности, мертворождений в семейном анамнезе;
• генетическое заболевание у детей, родившихся после предыдущих беременностей.

Генетическое тестирование доноров половых клеток

В Репробанке все доноры половых клеток проходят генетический скрининг на заболевания, которые часто встречаются в популяции либо являются актуальными для европейского региона. Донорам спермы проводят тестирование с применением современной технологии секвенирования нового поколения (NGS). Она позволяет буквально «прочитать» последовательность ДНК и обнаружить носительство 85% всех известных генетических заболеваний. Для исследования подходят любые клетки организма, обычно берут кровь из вены. Доноры яйцеклеток проходят расширенное генетическое обследование на обнаружение носительства 54 наиболее часто встречающихся мутаций, связанных с развитием в общей сложности 26 наследственных заболеваний.

По результатам обследования каждый наш донор получает заключение генетика, где прописаны все найденные мутации. Доноры спермы и яйцеклеток Репробанка проходят осмотр врача-генетика со сбором семейного анамнеза донора. Врач может порекомендовать пройти дополнительное обследование реципиенту, чтобы проверить, нет ли мутаций у него. Это помогает минимизировать риск рождения больного ребенка.

Автор статьи

Любакова Анастасия Владимировна

Врач клинический генетик

Ведёт генетическое обследование доноров Репробанка, осуществляет подбор доноров для пар, имеющих ранее рождённых детей с установленной генетической патологией.

+7 (499) 116-54-05

info@reprobank.ru