Исследователи НИУ ВШЭ выяснили, как часто у россиян с легочной гипертензией встречаются генетические мутации
Команда ученых и медиков впервые в России провела масштабное генетическое исследование пациентов с легочной артериальной гипертензией. Исследователи, включая сотрудников Международной лаборатории биоинформатики факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ, изучили геномы более ста пациентов и обнаружили, что примерно у каждого десятого встречаются опасные мутации в гене BMPR2, отвечающем за рост сосудов. Три мутации были описаны впервые. Исследование опубликовано в журнале Respiratory Research.
Идиопатическая легочная артериальная гипертензия (ИЛАГ) — редкая и малоизученная болезнь, при которой сосуды в легких постепенно сужаются и теряют эластичность. Одна из главных причин ее развития — мутации в гене BMPR2, регулирующем рост клеток в стенках сосудов. При мутациях в гене рецептор, который он кодирует, не подавляет избыточное разрастание клеток, из-за чего стенки легочных артерий утолщаются, просвет сосудов сужается, а кровоток замедляется. Сердцу становится труднее работать, особенно страдает правый желудочек, перекачивающий кровь в легкие. В итоге сердце работает с перегрузкой, а в кровь поступает меньше кислорода.
Сейчас для лечения ИЛАГ используют препараты, которые помогают замедлить болезнь и уменьшить негативные симптомы, но не устраняют ее причину. Однако ученые разрабатывают новые методы редактирования генов, которые могут в будущем лечить причину болезни. Поэтому врачам важно знать, как часто встречаются эти мутации, и уметь точно их определять.
В разных странах мутации в BMPR2 находят у 8–50% пациентов с ИЛАГ, но в России их распространенность пока не изучали. Такую работу впервые провели исследователи из НИУ ВШЭ, МГУ и Городской клинической больницы №29 им. Н.Э. Баумана. В рамках проекта «100 тысяч российских геномов» они изучили генетический профиль 105 пациентов, преимущественно жителей Москвы, которые лечились в больнице в последние десять лет. Для этого использовали данные полногеномного секвенирования — метода, при котором считывается вся последовательность ДНК человека.
Дмитрий Затейщиков
«Наше исследование уникально по нескольким причинам. Во-первых, ИЛАГ — очень редкое заболевание, и, чтобы собрать достаточное число пациентов, нам понадобилось почти десять лет. Во-вторых, в исследование включены практически все пациенты с ИЛАГ, проживающие в Москве. В-третьих, работа с полным геномом открывает возможности для поиска новых механизмов болезни. Но главное, нам удалось собрать мультидисциплинарную команду, способную решать задачи на стыке медицины, биоинформатики и генетики», — комментирует заведующий кафедрой терапии, кардиологии и функциональной диагностики с курсом нефрологии ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» УД Президента РФ, руководитель сосудистого центра Городской клинической больницы №29 им. Н.Э. Баумана ДЗ г. Москвы профессор Дмитрий Затейщиков.
В результате у 10,5% пациентов выявили патогенные или вероятно патогенные мутации в гене BMPR2. При этом три из них обнаружили впервые. Первая приводила к удалению экзона (крупного фрагмента гена), вторая вызывала смещение чтения ДНК, из-за чего белок собирался с ошибками, а третья нарушала сплайсинг — процесс монтажа РНК. Также у нескольких пациентов обнаружили и другие опасные мутации — в генах TBX4, ATP13A3 и AQP1, которые тоже входят в список подозреваемых.
Ученые провели масштабный метаанализ данных о мутациях. Они собрали данные из 24 научных работ по всему миру, пересчитали частоту патогенных вариантов по единым критериям и стандартизировали их с помощью современного алгоритма InterVar, основанного на рекомендациях Американской коллегии медицинской генетики и геномики. Все 665 вариантов мутаций привели к пяти стандартным категориям: патогенные, вероятно патогенные, неопределенной значимости, вероятно доброкачественные и доброкачественные, — что соответствует международной классификации и позволяет врачам по всему миру говорить на одном языке при интерпретации результатов.
После перепроверки 665 мутаций число патогенных и вероятно патогенных вариантов увеличилось с 394 (59%) до 445 (67%). После общей переоценки выяснилось, что средняя мировая частота патогенных вариантов в BMPR2 составляет около 17,75%, что сопоставимо с российскими результатами. Таким образом, международные рекомендации по диагностике и лечению можно применять и в российской практике, а наработки отечественных исследователей будут полезны во всем мире.
Мария Попцова
«ИЛАГ — не просто редкая, но генетически сложная болезнь. Даже молчащие мутации, сами по себе не вызывающие болезни, в сочетании с другими генетическими и внешними факторами могут стать ее причиной. Это доказывает, что генетическую информацию важно регулярно перепроверять: даже известные мутации могут менять статус по мере накопления новых данных», — комментирует один из авторов статьи, заведующая Международной лабораторией биоинформатики ФКН НИУ ВШЭ Мария Попцова.
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в рамках проекта «Центры превосходства» и научной группы «Кардиогенетика» факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ.
Вам также может быть интересно:
В НИУ ВШЭ запущены стратегические технологические проекты
Стратегические технологические проекты Высшей школы экономики реализуются в интересах достижения целевой модели развития университета и предусматривают формирование пула инновационных продуктов и услуг. Они сформированы по трем направлениям: социально-экономическое и научно-технологическое прогнозирование, технологии связи 6G и искусственный интеллект.
Как разработать честный тест: зачем нужны параллельные тексты для диагностики дислексии
Исследователи из Центра языка и мозга ВШЭ разработали тест для точной оценки навыков чтения у взрослых — например, до и после занятий с логопедом. Он включает два разных по содержанию, но одинаковых по сложности текста: участники читали их с равной скоростью, делали равное количество ошибок и одинаково понимали смысл. Подобные параллельные тексты позволят точнее диагностировать дислексию и отслеживать прогресс коррекции. Исследование опубликовано в журнале «Вопросы образования».
Внутренние часы: как сердце и эмоции меняют ощущение времени
Восприятие времени зависит от частоты сердцебиения — к такому выводу пришли нейроученые из НИУ ВШЭ. В эксперименте добровольцы смотрели короткие видео с разной эмоциональной окраской и оценивали их продолжительность, пока ученые фиксировали сердечную активность с помощью ЭКГ. Оказалось, что чем медленнее билось сердце участника, тем короче ему казалось видео, особенно это проявлялось при просмотре неприятного контента. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Psychology.
«Мы близки к практическому применению системы бесстимульного картирования головного мозга»
Созданные учеными Вышки совместно с медиками нейроинтерфейсы позволяют установить контакт с головным мозгом и декодировать его сигналы. Их применение создает возможности для стимуляции мозговой активности, восстановления и нормализации мышечного контроля пациентов, перенесших инсульт, инфаркт или страдающих иными неврологическими заболеваниями, а также способствует реабилитации людей с черепно-мозговыми травмами и потерей конечностей. О работе Центра биоэлектрических интерфейсов Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ рассказывает его директор Алексей Осадчий.
Вышка представила «Умный ортез» на форуме «Надежда на технологии»
С 10 по 11 июля в Москве прошел юбилейный, X Национальный форум «Надежда на технологии». Мероприятие было нацелено на обсуждение инновационных достижений в сфере реабилитационной индустрии. Студенческое конструкторское бюро (СКБ) МИЭМ в сотрудничестве с Институтом когнитивных нейронаук (ИКН) ВШЭ представило «Умный ортез», который был разработан на основе запроса медиков-ортопедов.
Центр языка и мозга провел первое полевое нейролингвистическое исследование чтения на якутском языке
В июле команда Центра языка и мозга НИУ ВШЭ совместно с Центром изучения, сохранения и развития родных языков Академии наук Республики Саха (Якутия) организовала в селе Чурапча первую в истории нейролингвистическую экспедицию по исследованию чтения на якутском языке с использованием метода электроэнцефалографии (ЭЭГ). В ходе двухнедельной работы впервые были собраны ЭЭГ-данные 43 взрослых участников, а также поведенческие данные 40 детей.
Понимаем одинаково, читаем по-разному: как родной язык влияет на чтение на английском
Исследователи международного проекта MECO, включая специалистов Центра языка и мозга НИУ ВШЭ, разработали инструмент для изучения чтения на английском у носителей более чем 19 языков. В масштабном эксперименте с участием более 1200 человек ученые отслеживали движения глаз во время чтения одних и тех же текстов на английском языке, а затем анализировали уровень понимания. Результаты показали: даже при одинаковом понимании процесс чтения — где взгляд задерживается, куда возвращается, какие слова пропускает — зависит от родного языка и уровня владения английским. Исследование опубликовано в Studies in Second Language Acquisition.
«Мы описываем бесписьменные языки»
Научный сотрудник Международной лаборатории языковой конвергенции НИУ ВШЭ Кьяра Наккарато окончила университет в Италии, а в Вышку приехала изучать дагестанские языки и особенности речи билингвов. Итальянка отмечает доброжелательную атмосферу в лаборатории и гостеприимство жителей Дагестана.
Исследователи ВШЭ научили нейросети различать происхождение из генетически близких популяций
В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.
Ученые разработали ИИ для создания новых материалов
Международная команда ученых при участии НИУ ВШЭ разработала новый алгоритм машинного обучения Wyckoff Transformer для генерации симметричных кристаллов. Нейросеть позволит создавать материалы с желаемыми свойствами для полупроводников, солнечных батарей, медицинского оборудования и других высокотехнологичных областей. Ученые представят разработку 15 июля на ведущей конференции по машинному обучению ICML в Ванкувере. Препринт статьи опубликован на сайте arhiv.org, код и данные выложены под открытой лицензией.