Роботизированная технология ускоряет классификацию генов аритмии

gene
Кредит: CC0 Public Domain

Исследователи медицинского центра Университета Вандербильта использовали высокопроизводительную роботизированную технологию для быстрого изучения и классификации вариаций гена, связанных с нарушениями сердечного ритма и сердечными заболеваниями.

Результаты, опубликованные в Американском журнале генетики человека, подтверждают постоянное использование технологии для понимания генетических мутаций и повышения точности и масштабов генетической медицины.

«Мы хотели бы иметь возможность использовать секвенирование генома, чтобы найти мутации, которые подвергают людей риску заболевания, чтобы предотвратить заболевание. Но эта идея генетической или точной медицины не работает, когда мы не знаем влияние мутаций, которые мы обнаруживаем «, — сказал Эндрю Глейзер, доктор философии, научный сотрудник Центра исследований и терапии аритмии им. Вандербильта и ведущий автор настоящего исследования.

Глейзер работает с Дэном Роденом, доктором медицины, старшим вице-президентом по персонализированной медицине в VUMC, изучая синдромы наследственной аритмии, которые увеличивают риск индивидуальной внезапной сердечной смерти.

В текущем исследовании их команда сосредоточилась на гене сердечного натриевого канала, SCN5A. Мутации, которые вызывают частичную или полную потерю функции натриевых каналов, являются наиболее распространенной генетической причиной синдрома Бругада. Риск внезапной сердечной смерти, связанной с синдромом Бругада, у людей с мутациями, вызывающими заболевание, может быть снижен с помощью дополнительного кардиологического мониторинга, лекарств и имплантируемых дефибрилляторов.

Проблема в том, что большинство из 1712 мутаций, которые были идентифицированы в SCN5A, являются «вариантами неопределенной значимости», сказал Глейзер. «Это в основном означает, что мы не уверены, вызывают ли они болезнь. Они могут вызвать болезнь; они не могут. Мы не знаем».

«Золотой стандарт» для изучения функции ионных каналов — это метод, называемый электрофизиологией пластыря. Однако до недавнего времени этот инструмент был медленным, трудоемким и технически сложным. В настоящее время существуют автоматизированные роботизированные системы электрофизиологии с патч-зажимами, которые позволяют проводить высокопроизводительные оценки функции ионных каналов.

Вандербильт был награжден в 2018 году грантом Национального института высоких технологий (HEI) на приобретение автоматизированной электрофизиологической системы. Дейв Уивер, доктор философии, доцент кафедры фармакологии и научный директор Высокопроизводительной службы скрининга, был главным исследователем гранта вуза.

Вандербильт является одним из немногих академических центров с высокопроизводительной системой электрофизиологии, и текущие исследования являются первыми, о которых сообщили, что использовали ее.

«Эта система действительно позволила науке, потому что мы могли относительно быстро изучить множество мутантов во множестве реплицированных клеток», — сказал Глейзер.

Исследователи оценили 83 варианта в SCN5A, 10 из которых ранее были охарактеризованы как контрольные. Они идентифицировали 44 новых варианта частичной или полной потери функций и реклассифицировали 49 из 61 вариантов неопределенной значимости. Они также использовали структурное моделирование для выявления вероятных механизмов потери функции, включая измененную термостабильность и нарушение критических свойств белка.

Команда Вандербильта продолжит изучать варианты в гене SCN5A. Исследователи из других учреждений изучают различные варианты генов ионных каналов, связанные с аритмиями.

«Я надеюсь, что в течение следующих нескольких лет, как область, мы действительно сможем улучшить наше понимание того, какие мутации вызывают заболевание, и использовать эти знания для применения в точной медицине», — сказал Глейзер.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *