Пороки развития, также известные как врожденные заболевания, характеризуются комплексом отклонений от нормального строения организма, проявившихся в процессе внутриутробного развития или в послеродовой период. Выделяют две большие группы врожденных дефектов. Первая группа - структурные дефекты, когда для заболевания характерны отклонения строения частей тела. К этой группе относят, например, пороки сердца, характеризующиеся отсутствием или деформацией клапанов, аномалии строения конечностей, такие как плоскостопие, и дефекты развития нервной трубки, такие как расщепление позвоночника. Вторая группа - функциональные аномалии, то есть, метаболические нарушения. Примерами дефектов этой группы могут быть заболевания нервной системы, например, синдром Прадера-Вилли, сенсорные проблемы, такие как слепота и глухота, заболевания, связанные с нарушением обмена веществ, например, фенилкетонурия и гипотериоз, а также дегенеративные заболевания, проявляющееся со временем, например, мышечная дистрофия [Types of birth defects | NICHD]. Все эти нарушения возникают во время внутриутробного периода развития и могут быть идентифицированы пренатально, при рождении, или диагностированы только в младенчестве. Пороки развития могут становиться причиной пожизненной инвалидизации индивида или приводить к летальному исходу. По данным Центров по Контролю и Профилактике Заболеваний США (Centers for Disease Control and Prevention), врожденные дефекты являются ведущей причиной смерти среди детей в Соединенных Штатах в течение первого года жизни [Mathews, Macdorman, Thoma, 2013]. Данные Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) также подтверждают, что врожденные заболевания, наряду с острыми респираторными инфекциями, преждевременными родами и родовыми осложнениями, входят в список основных причин смертности детей до 5 лет. По различным оценкам, каждый год во всем мире 303 000 новорожденных умирают в течение 4 недель после рождения из-за наличия врожденных аномалий [Congenital anomalies].
Врожденные пороки развития костно-мышечной системы составляют большую часть от общего числа заболеваний. Так, по данным А.Г. Баиндурашвили и соавторов, в период с 2001 по 2015 год в Санкт-Петербурге было зарегистрировано 2938 случаев рождения детей с ортопедическими аномалиями [Баиндурашвили и др., 2018]. Одним из таких заболеваний является врожденный множественный артрогрипоз, или просто артрогрипоз. На сегодняшний день артрогрипоз является одним из самых тяжелых врожденных пороков развития опорно-двигательного аппарата. Для этого заболевания характерны множественные контрактуры суставов конечностей, и, как следствие их деформация. Как правило, дети с таким диагнозом являются тяжелыми инвалидами [Альбамасова, Лузина, 1976]. Этиология данного заболевания остается неясной. Современные методы раннего консервативного лечения и своевременные хирургические вмешательства позволяют улучшить качество жизни пациентов, расширить функциональные возможности по самообслуживанию. Несмотря на достигнутые некоторые успехи, результаты лечения деформаций конечностей у больных с данной патологией нельзя считать удовлетворительными. Поэтому остро стоит задача поиска возможных биомаркеров этой формы заболевания для пренатальной диагностики и изучения патогенеза заболевания для подбора лечения [Агранович, Баиндурашвили, Петрова, 2012].
Целью данного исследования было изучения молекулярных механизмов развития артрогрипоза, в связи с чем были поставлены следующие задачи:
1. Получить экстракты мышечной ткани
2. Охарактеризовать полученные белковые фракции мышц с помощью одномерного и двумерного электрофореза, а также дифференциального двумерного электрофореза
3. Провести масс-спектрометрический анализ мышечных белков больных артрогрипозом
4. Провести экзомное секвенирование и биоинформатический анализ результатов
5. Подтвердить найденные мутации секвенированием ПЦР-фрагментов
В ходе работы над выпускной квалификационной работой было проведено сравнение протеома мышечной ткани пациентов, больных артрогрипозом, и индивидуумов без артрогрипоза. С помощью метода двумерного электрофореза и 2D DIGE были выявлены дифференциальные белки, некоторые из которых были идентифицированы с помощью масс-спектрометрического анализа. Наибольший интерес среди них представляют кофилин-2 и тропонин I скелетной мускулатуры, поскольку их повреждение или отсутствие могут влиять на работу и состояние мышечной ткани в целом. Дальнейшая работа по теме подразумевает повтор экспериментов для подтверждения воспроизводимости результата, работу с новыми образцами, а также идентификацию других дифференциальных белков.
Были получены данные о мутациях в генах TNNT3, TRPV4 и TPM2. Наибольший интерес представляет замена в последнем гене, поскольку она не описана в базах данных. Аннотация данной замены является логичным продолжением исследования. Также планируется расширить выборку пациентов для выявления новых мутаций.
