Специалисты Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова приступили к изучению свойств ионных каналов клеток. Для этой работы по программе обновления приборной базы Министерства науки и высшего образования России приобретен прибор для локальной фиксации потенциала (patch-clamp). Он позволит применять новую методику для уточнения диагноза и коррекции лечения у пациентов с различными генетически обусловленными каналопатиями. Это болезни, при которых нарушается структура и работа ионных каналов в клетке. К ним относятся некоторые формы миастений, эпилепсий, нарушений сердечного ритма и другие моногенные заболевания.
На поверхности мембраны клеток расположены каналы для обмена ионами между клеткой и внешней средой: хлорный, натриевый, кальциевый, калиевый и другие. От эффективности работы этих каналов зависят многие базовые функции организма. Различные патогенные генетические варианты приводят к тому, что в организме не синтезируется канал, или он синтезируется, но при этом не может выполнять свои функции. Это нарушает работу ионного канала и становится причиной клинических проявлений различной тяжести.
Прибор для автоматической локальной фиксации потенциала регистрирует электрические токи, которые проходят через мембрану клетки по ионным каналам, что позволяет измерять их активность. Врач-генетик, заведующий лабораторией функционального анализа МГНЦ, к.м.н. Петр Спарбер прошел обучение работе с прибором в Мюнхене.
«Метод локальной фиксации потенциала позволит ускорить постановку диагноза даже в случаях, когда неизвестна клиническая значимость выявленного у пациента генетического варианта. Сейчас в медицинской генетике описаны далеко не все генетические варианты, есть большая доля вариантов неясного клинического значения. Поэтому мы не можем однозначно сказать, является ли определенный вариант причиной болезни. Однако благодаря новому методу мы сможем определять, сохраняет ли ионный канал в клетке свои функции или нет, и насколько нарушена его работа. Соответственно, сочетание методов молекулярной диагностики и локальной фиксации потенциала позволит делать вывод о патогенности новых выявленных генетических вариантах», - рассказал Петр Спарбер. По его словам, метод также позволит корректировать лечение, поскольку именно от механизма нарушения ионного канала часто зависят подходы к терапии. При патогенных вариантах, приводящих к потере функции в гене SCN1A, одной из наиболее частых форм моногенной эпилепсии, нельзя назначать блокаторы натриевых каналов, поскольку канал закрыт. При других состояниях канал, напротив, работает слишком активно, и в таких случаях блокаторы покажут эффективность.
Новый метод существенно расширит диагностические возможности Отдела функциональной геномики МГНЦ. Новое подразделение создали в 2024 году благодаря расширению возможностей диагностики на основе разработанных в МГНЦ научных методов. Отдел объединяет лаборатории функционального анализа, некодирующих вариантов генома, молекулярной генетики сложно наследуемых заболеваний и Центр коллективного пользования «Биобанк». Работа лабораторий объединена общей темой госзадания Министерства науки и высшего образования РФ «Изучение этиопатогенетических механизмов формирования клинических и биохимических фенотипов генетических заболеваний». На первом этапе специалисты планируют валидировать методику на моделях потенциал-зависимых ионных каналов, а затем перейти к разработке новых моделей, востребованных для российских пациентов.