Среди лауреатов конкурса «Топ-10 результатов деятельности ученых Национальной академии наук Беларуси в области фундаментальных и прикладных исследований» в 2025 году — заведующая лабораторией нехромосомной наследственности Института генетики и цитологии НАН, кандидат биол. наук, доцент Марина Синявская и аспирант Валерия Александрович. Такое высокое признание ученые получили за разработку и внедрение высокоэффективной ДНК-технологии ранней диагностики фармакорезистентной эпилепсии у детей. Подробнее об этом исследовании Марина Георгиевна рассказала «Медицинскому вестнику».
Совместно с РНПЦ
Первое, что подчеркнула заведующая лабораторией, — исследование стало результатом тесного взаимодействия специалистов-генетиков и клиницистов-неврологов.
— К нам обратилась главный (на тот момент ведущий) научный сотрудник неврологического отдела РНПЦ неврологии и нейрохирургии, доктор мед. наук Светлана Леонидовна Куликова, она автор идеи, — рассказывает Марина Синявская.
Марина Синявская:
Врач обрисовала проблему: для правильного понимания этиологии развития эпилепсии, особенно в детском возрасте, необходимо выполнение высокотехнологичных дорогостоящих исследований, доступных на время начала нашего проекта преимущественно за рубежом. Но появилась идея провести широкомасштабное исследование в нашей стране, и мы взялись за это».
Конечно же, и институт, и лаборатория работают с медиками далеко не первый раз. В разные годы здесь выполняли исследования: «Разработка методов ДНК-диагностики митохондриальных заболеваний человека» совместно с РНПЦ «Мать и дитя»; «Поиск молекулярно-генетических маркеров предрасположенности к тяжелым исходным состояниям при шизофрении» вместе с РНПЦ психического здоровья; с РНПЦ оториноларингологии и БелМАПО (ныне Институт повышения квалификации и переподготовки кадров здравоохранения БГМУ) занимались генетикой несиндромальной сенсоневральной тугоухости. Были также проекты, связанные с генетикой инфекционных болезней печени, патологии почек, артериальной гипертензии у детей и подростков и другие.
С 2006 года в лаборатории выполнено более 20 проектов в сотрудничестве с медицинскими работниками. С теми же неврологами здесь работают давно, например, ранее занимались фармакогенетикой в связи с оценкой риска неблагоприятных исходов инфаркта мозга у пациентов молодого возраста. Получены практические результаты, написаны статьи, созданы инструкции. То же, безусловно, можно сказать и о других медицинских проектах.
— Мы всегда стремились быть полезными, проводить практико-ориентированные исследования, — добавляет Марина Георгиевна.
Что касается проекта по разработке ДНК-технологии ранней диагностики фармакорезистентной эпилепсии у детей, первое, о чем важно знать, — это то, что такая эпилепсия наиболее труднокурабельна и затратна для системы здравоохранения. При этом знание этиологии заболевания позволяет более эффективно вести пациента, применять не только симптоматическое, но и патогенетическое лечение либо рационально обосновывать тактику дальнейшего обследования и наблюдения. В Беларуси примерно 4 000 детей страдают эпилепсией, почти половина случаев ассоциирована с генетическими причинами (так не только в нашей стране, но и во всем мире). Конечно, не у всех пациентов эпилепсия фармакорезистентная, но и таких больных немало, причем это самая тяжелая группа.
— Исследование генетических особенностей пациентов (детей) с эпилепсией с применением секвенирования клинического экзома в таких масштабах было проведено в нашей стране впервые, в 2021–2023 годах на базе нашего института, — поясняет Марина Синявская.
Были обследованы 60 пациентов с фармакорезистентной эпилепсией, 32 девочки и 28 мальчиков. Все они проходили обследование в РНПЦ неврологии и нейрохирургии, были включены в группу исследования в соответствии с определенными критериями отбора по заболеванию, возрасту, отсутствию структурной патологии по данным магнитно-резонансной томографии, данных по иной (инфекционной, иммунной) природе эпилепсии, наличию признаков нарушения развития (моторного, психоречевого) до дебюта эпилепсии и некоторым другим показателям. Средний возраст детей в группе составил 10 лет.
Метод диагностики разрабатывался в рамках задания подпрограммы «Инновационные биотехнологии» Государственной программы «Наукоемкие технологии и техника» на 2021–2025 годы. Работая над проектом, медики провели клинические обследования пациентов, включающие МРТ и ЭЭГ, оценку по шкале аутизма CASD и другие; генетики занимались секвенированием клинического экзома (6 700 генов), биоинформатической обработкой данных, секвенированием по Сэнгеру для верификации обнаруженных мутаций, ПЦР в реальном времени, сегрегационным анализом. К слову, секвенирование — это определение последовательности нуклеотидов в составе ДНК (молекулы, несущей генетическую информацию).
О чем рассказали гены
В результате долгой и тщательной экспериментальной работы были обнаружены 18 генов, мутации в которых стали причиной эпилепсии в исследованной группе пациентов. Больше всего у больных с фармакорезистентной эпилепсией было выявлено однонуклеотидных вариантов генетических изменений (см. рис. 1).
Клинически исследуемая группа была разнообразной — начало проявления судорожной активности могло быть от первого часа жизни до 9 лет; наблюдались различные типы судорог. Как было показано в результате проекта — клинические проявления эпилепсии отличались в зависимости от конкретной обнаруженной мутации.
У 27 пациентов из 60 (45 %) при анализе данных NGS (секвенирования нового поколения) обнаружены патогенные и вероятно патогенные варианты 18 генов, относящихся к различным функциональным группам.
— Больше всего патогенных вариантов (11) относится к генам, контролирующим ионные каналы. Кроме того, мы провели сегрегационный анализ — обследовали не только ребенка, но и его родителей, чтобы выяснить, возникла мутация у пациента самостоятельно или она наследована. Наследственную передачу мутации от родителей обнаружили только у одного ребенка. Важно знать, что на сегодняшний день во всем мире диагностическая эффективность применения секвенирования клинического экзома у людей с эпилепсией для выявления причин развития заболевания составляет 39–49 %. Мы получили такие же результаты — 45 %, что говорит о высокой точности, информативности исследования, проведенного генетиками Института генетики и цитологии НАН Беларуси, — комментирует Марина Георгиевна.
Получены и другие важные результаты. К примеру, выявлены три носителя патогенных мутаций в гене MECP2, клинически проявляющихся как синдром Ретта. Патогенные мутации, являющиеся причиной эпилепсии у пациентов, выявлены также в генах SLC6A1, GABRA1, STXBP1, SYNGAP1, SRCAP, CDKL5, DCX, WDR45, TSEN54, TCF4, PIK3R2. Обнаружены 2 микроделеции: 13q34 и 15q11-q13 (см. рис. 2).
Рисунок 2. Гены различных функциональных групп, в которых у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией обнаружены и верифицированы патогенные изменения.
Описано и дополнено
По результатам проекта совместными усилиями создана электронная база данных пациентов, принявших в нем участие, с описанием клинической картины и результатами генетических исследований. Описаны и дополнены клинико-инструментальные особенности отдельных генетических эпилепсий, чем занималась специалист из РНПЦ неврологии и нейрохирургии. Так, эпилепсия, обусловленная мутацией в гене SYNGAP1, проявляется энцефалопатией развития и эпилептической энцефалопатией, характеризуется наличием ежедневных генерализованных приступов, диффузной ЭпА на ЭЭГ, выраженной умственной отсталостью и аутизмом. А эпилепсия, обусловленная мутацией гена WDR45, характеризуется дебютом в виде Ретт-подобного регресса когнитивных функций у лиц женского пола, преимущественно фармакорезистентным течением, наличием сопутствующего РАС и выявлением в пре- и пубертатном периоде характерных изменений на МРТ головного мозга в виде накопления железа в бледном шаре и черной субстанции. Описаны и другие виды заболевания, создан алгоритм диагностики генетических синдромов у детей, выраженных как эпилепсия, разработана и в 2024 году утверждена Минздравом Инструкция по применению метода диагностики генетических эпилептических синдромов с началом в младенчестве.
Материалы, полученные в ходе исследования, уже не раз публиковались в зарубежных специализированных изданиях (к примеру, в российском журнале «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология»), на представленные результаты нередко ссылаются исследователи из разных стран. И это понятно: установление генетической природы фармакорезистентной эпилепсии — очень важный шаг для понимания патогенеза заболевания, которое инвалидизирует пациента. Важно это и для поиска успешной терапии и генетического консультирования семьи пробанда (ключевой фигуры в генетическом анализе, человека, с которого начинается построение родословной для изучения наследственных признаков или заболеваний).
При раннем обнаружении генетического дефекта, как подчеркивают исследователи, значительно сокращается диагностический и терапевтический путь, приводящий к облегчению страданий пациента, более эффективному медико-генетическому консультированию его семьи.
— Для нас как ученых проведенная работа была очень полезна. Мы получили опыт работы с таким заболеванием, возможность помощи медикам, врачам-неврологам, — подчеркивает Марина Синявская. — Мы также узнали о результатах новых исследований, полученных за рубежом. Но по большому счету изучение генетических данных, в том числе по эпилепсии, — процесс бесконечный.