АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФИЗМА RS4680 ГЕНА COMT С ОТЯГОЩЕННОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬЮ ПО НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ СРЕДИ СТУДЕНТОВ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП

ВВЕДЕНИЕ

Ген COMT кодирует фермент, который отвечает за метаболизм катехоламинов посредством их метилирования. Полиморфизм rs4680 приводит к замене аминокислоты валин (Val) на метионин (Met) на позиции 158 (Val158Met). Это изменение ассоциировано с изменением активности фермента: вариант метионин-158 связался с низкой активностью COMT, в то время как вариант валин-158 ассоциирован с высокой активностью. Это изменение активности имеет значительные последствия для уровней дофамина в мозге, особенно в префронтальной коре и базальных ганглиях, что, в свою очередь, может влиять на когнитивные функции, эмоциональное состояние и, в данном контексте, на предрасположенность к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона (БП) [1].

Болезнь Паркинсона характеризуется дегенерацией дофаминергических нейронов в черной субстанции, что приводит к снижению уровня дофамина в стриатуме, вызывая моторные и не моторные симптомы. Исследования показывают, что носители аллеля Met158 могут иметь повышенный риск развития Болезни Паркинсона [2]. Это связано с тем, что более низкая активность COMT у этих носителей приводит к более высокому уровню дофамина в префронтальной коре, что может компенсировать потерю дофамина в базальных ганглиях в ранних стадиях заболевания.

Заболеваемость болезнью Паркинсона в европейских странах варьируется от 100 до 300 случаев на 100 000 человек. Высокие показатели обычно регистрируются в странах с высоким уровнем жизни и стареющим населением, таких как Швеция и Норвегия. Заболеваемость резко возрастает с возрастом, причем около 1% населения в возрасте 60 лет и 4-5% в возрасте 85 лет страдают этой болезнью. В азиатских странах заболеваемость составляет примерно 40-200 случаев на 100 000 человек. В Японии и Китае наблюдаются более высокие уровни, в то время как в некоторых юго-восточных странах (например, Вьетнам) показатели могут быть ниже [3]. В африканских странах заболеваемость болезнью Паркинсона значительно ниже, колеблется от 5 до 15 случаев на 100 000 человек. Это может быть связано с меньшим количеством пожилых людей и недостаточным доступом к медицинской помощи и диагностике.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включены 150 студентов (средний возраст 21,3±2,1 года), разделенных на три этнические группы: европейская (n=50), азиатская (n=50) и африканская (n=50). Критерии включения: информированное согласие.

Перед началом анализа все участники исследования прошли анкетирование. В процессе анкетирования были зафиксированы данные о наличии пагубных привычек, включая курение, потребление алкогольных напитков и наркотических веществ, а также зависимости от азартных игр. Кроме того, была проведена оценка привычек участников в отношении здорового питания и уровня физической активности. А также наличие у ближайших родственников (отец/мать, дедушка/бабушка) болезни Паркинсона.

ДНК выделялось из буккального эпителия при помощи коммерческого набора «HK-сорбент».

Для выявления полиморфизма в геноме человека методом ПЦР «SNP-SHOT» в режиме реального времени использовали наборы производства «Литех». Данный метод имеет ряд преимуществ. Метод позволяет точно идентифицировать полиморфизмы даже в микродозах ДНК. Процесс занимает меньше времени по сравнению с традиционными методами секвенирования, что делает его подходящим для лабораторного использования.

В данном исследовании применялись общепринятые статистические методы. Оценка значимости различий в распределении частот генотипов в соответствии с наследственными моделями и их соответствие закону Харди-Вайнберга проводилась с использованием сертифицированного калькулятора «Ген-Эксперт». Анализ данных проводился по четырем наследственным моделям: кодоминантной, доминантной, рецессивной и аддитивной. Для каждой модели отношение шансов (OR) и соответствующие доверительные интервалы (CI). Выбор наиболее подходящей модели наследования осуществлялся на основе информационного критерия Акаике (AIC), где модель с наименьшим значением AIC считается наиболее вероятной. Значимость различий определялась при уровне p≤0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты анкетирования

Первым этапом было проведение анкетирования, в ходе которого получены следующие результаты.

Особое внимание было уделено здоровому питанию, так как оно способствует нормальному функционированию нервной системы и мозга. Продукты, богатые антиоксидантами, омега-3 жирными кислотами (рыба, орехи), витаминами (особенно группы B и E) и минералами (цинк, магний) могут помочь защитить нейроны от повреждений и уменьшить риск развития нейродегенеративных заболеваний. По результатам опроса было выявлено, что половина студентов соблюдают диетические рекомендации. При чем наибольший процент участников исследования, придерживающихся принципов здорового питания, в африканской группе, наименьший – в европейской.

Так как поддержание достаточной физической активности является важным аспектом комплексного подхода к профилактике болезни Паркинсона, то большое внимание было уделено оценке данного параметра. 68% всех опрошенных оценивают свой уровень физической активности, как средний, 20% – считают его низким и только 11, 5% имеют высокий уровень двигательной активности (график 1).

График 1. Уровень физической активности

По результатам анкетирования также было выявлено, что 16% студентов имеют близких родственников с диагностированной болезнью Паркинсона и соответственно находятся в группе риска.

Результаты исследования полиморфизма rs4680 гена COMT

По итогам ПЦР-анализа возможно было установить: нормальный полиморфизм генов (мутация не обнаружена), мутация в гетерозиготной форме (в одном из парных генов), а также мутация в гомозиготной форме (в обоих парных генах). Результат представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Полиморфизм rs4680

Из таблицы видно, что у 76% азиатской группы, 68% европейской группы и 62% африканской группы присутствует мутация в гене COMT. Среди них 20 человек имеют близких родственников, с диагностированными нейродегенеративными заболеваниями.

Следующим этапом было определение модели насследования данного полиморфизма для каждой этнической группы. Для этого студенты были разделены на контрольную группы и группу «Случай», последние имели близких родственников с нейродегенеративными заболеваниями.

Анализ частот встречаемости генотипов гена катехол-о-метилтрансферазы в европейской группе показал уровень значимости p≤0,05 для кодоминантной и рецессивной модели наследования, но наименьший AIC в рецессивной модели, отсюда следует, что это наиболее вероятная модель наследования. Аналогичные результаты были получены в азиатской и африканской этнических группах.

Нами обнаружено, что полиморфизм rs4680 гена COMT имеет ассоциацию с болезнью Паркинсона, диагностированной у ближайших родственников участников исследования. При чем большая часть из них имеют мутацию в обоих парных генах. Также было выявлено, что наиболее вероятная модель наследования данного полиморфизма – рецессивная.