ИСТИНА

Наследственные заболевания с каждым годом занимают всё более высокие строки в списке причин пороков развития и детской смертности [2]. В 2022 году в России была запущена программа расширенного неонатального скрининга (постановление от 29.11.22 №2161) и полногеномного секвенирования больных детей, которая уже сегодня позволила выявить новые мутации, предположительно имеющие неблагоприятные последствия для здоровья. Медицинская генетика, оперирующая с корреляциями, по природе своей может давать только лишь предположения о причинно-следственных связях между теми или иными генетическими вариациями и патогенезом заболеваний. Создание и изучение моделей генетически обусловленных заболеваний с помощью редактирования генома мышей позволяет не только доказать причинно-следственные связи и выявить молекулярные механизмы патологий, но и начать разработку возможных подходов к лечению генетически обусловленных заболеваний. Предпосылкой данной исследовательской работы стал клинический случай компаунд гетерозиготных миссенс мутаций в локусах R280W и P437Q гена SLС5A6. Этот ген играет важную роль в экспрессии трансмембранного белка – натрий-зависимого мультивитаминного транспортёра (SMVT), относящегося к семейству котранспортёров растворённого Na+ (SSS) – из-за чего мутации в гене SLC5A6 приводят к врождённому нарушению метаболизма и пассивному дефициту биотина и биотинидазы [1]. Пациентка возрастом 9 месяцев с данными генетическими изменениями, была выявлена нашими коллегами из ЗАО Геноаналитика и ФИЦ Биотехнологии РАН, и страдала серьезными дефектами обмена веществ. У больного ребенка наблюдалась повышенная концентрация 3-гидроксиизовалерилкарнитина (AC C5OH) и выраженная задержка психомоторного развития. Молекулярные основы патогенеза и пути терапии этого генетического заболевания не были выявлены. К сожалению, пациентка конкретного клинического случая умерла в раннем возрасте, но данная генетическая аномалия встречается в российской популяции, что делает весьма целесообразным исследование патологических последствий миссенс мутаций в гене SLС5A6 на модели мышей с отредактированным геномом. С помощью технологии CRISPR/Cas, сначала нами были созданы мыши, нокаутные по гену SLC5A6. Однако после скрещивания гетерозиготных мутантов было показано, что гомозиготные особи являются эмбриолетальными. В связи с чем, был осуществлен эксперимент, в котором гетерозиготные самки за неделю до скрещивания с гетерозиготными самцами, весь период беременности и лактации пили водный раствор биотина (10 мг/кг) или витаминного комплекса (биотин 10 мг/кг, пантотенат кальция 250 мг/кг, липоевая кислота 300 мг/кг), а так же синтезированное в нашей лаборатории гибридное соединение-производное биотина, потенциально проникающее в клетки в обход транспортёра hSMVT. Предполагалось, что в одной из гетерозиготных семей родятся гомозиготные особи, но, к сожалению, после получения двух пометов в каждой из экспериментальных групп, ни одной гомозиготной мыши идентифицировано не было. На следующем этапе исследования нами были созданы мыши с миссенс-мутацией в локусе P437Q гена SLC5A6. Данные мыши уже доживали до половозрелого возраста, однако продолжительность жизни была значительно сокращена по сравнению с мышами дикого типа. При этом нами был описан их фенотип, который по большей степени совпал с клинической картиной пациентки, не смотря на то, что исследуемые мыши несли только часть мутаций, описанных у больного ребенка. В итоге у мутантных мышей была снижена двигательная активность в тесте Открытое поле, мышечная сила в тестах Силомер и Удержание на скользком стержне, а анализ уровня ацилкарнитинов показал увеличение уровня 3-гидроксиизовалерилкарнитин (AC C5OH). На сегодняшний день нами создана полноценная персонализированная мышиная модель компаунд гетерозиготных миссенс мутаций в локусах R280W и P437Q в гене SLС5A6 и запущен полномасштабный проект по исследованию физиологических и молекулярных механизмов развития патологии данного генетического заболевания. Работа выполнена при поддержке Программы развития МГУ, в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ, проект № 24-Ш04-13. Список литературы: 1. Subramanian VS, et al. // Hum Genet. 2017 Feb;136(2):253-261. 2. Owen MJ, et al. // JAMA Netw Open. 2023 Feb 1;6(2):e2254069.