Одобрения FDA — 2024

Работаю над большой статьёй с новостями биофармы за 2024 год, а пока спойлер: статистика по одобрениям новых лекарств в FDA. Всего было одобрено 58 новых препаратов (против 69 в прошлом году), из них целых семь – продукты генной и клеточной терапии! Причем почти все они стали важной вехой в развитии этой передовой отрасли. Интересно разнообразие областей, хотя онкология лидирует (в прошлом году было всего 16%).

Половина одобрений — по орфанным (редким) показаниям, 57% препаратов — первые в классе, то есть с совсем новым механизмом действия (в прошлом году их было всего треть) и впервые так много препаратов подано на одобрение малыми биофармацевтическими компаниями — целых 69%!

Низкомолекулярные вещества не сдают своих позиций: хоть многие и воспринимают эту модальность как «немодную», но больше половины новых лекарств — малые молекулы, и они продолжают приносить огромную пользу пациентам.

По запросу вышлю свою Excel-таблицу с одобренными препаратами.

Biallelic Loss of Function Variant in SEC31A Is Associated With Lethal Neurodevelopmental Disorder, Dysmorphic Features, and Skeletal Defects

Research letter in Clinical Genetics

Клинический случай из Саудовской Аравии. Девочка (II:4), рожденная в близкородственном браке с крайне низкими антропометрическими показателями. При осмотре выявлены дисморфические черты лица: широкое переднее родничок, наклонный лоб, гипертелоризм, деформированные уши, уплощенная переносица, ретрогнатия и короткая шея.

Экзомное секвенирование (WES) пробанда выявило гомозиготный вариант сплайсинга в гене SEC31A (NM_001077207.4:c.1435-1G>A). Родители и здоровые сибсы оказались гетерозиготными носителями варианта.

Проведённый РНК-анализ на образцах цельной крови носителей выявил пропуск 12 экзона, что приводит к образованию укороченного транскрипта на 75 нуклеотидов. Несмотря на то, что данное укорочение на уровне белка приводит к делеции 25 аминокислот, авторы интерпретировали данное сокращение как вариант с потерей функции (LoF). Хотя в оценке патогенности найденного варианта, конечно, нет сомнений.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cge.14680

Heterozygous UBR5 variants result in a neurodevelopmental syndrome with developmental delay, autism, and intellectual disability

Article in The American Journal of Human Genetics

E3-убиквитин-лигазы участвуют в развитии заболеваний, таких как аутизм, синдром Ангельмана (UBE3A) и синдром Йохансона-Близзард (UBR1). С помощью GeneMatcher большому международному коллективу удалось описать новый ген UBR5 с патогенными вариантами у 29 пациентов с синдромом, включающим задержку развития, аутизм, интеллектуальную недостаточность, эпилепсию, двигательные расстройства и/или генитальные аномалии.

E3-убиквитин-лигазы регулируют функции клеток, включая деградацию белков, белок-белковые взаимодействия и их локализацию. Для функциональных исследований обнаруженных вариантов были проведены эксперименты на C. elegans и in vitro анализ убиквитинирования. В экспериментах с C. elegans нокаут ubr-5 привел к снижению их подвижности, что указывает на роль UBR5 в нейроразвитии. Эксперименты по in vitro анализу показали снижение активности убиквитинирования и изменения клеточной локализации мутантного белка UBR5.

DOI: 10.1016/j.ajhg.2024.11.009

"Article" в The American Journal of Human Genetics

Ген EP400 кодирует основную каталитическую субъединицу АТФ-зависимого комплекса ремоделинга хроматин. Мощная работа китайских ученых установила его связь патогенных вариантов с эпилепсией с расстройством развития нервной системы.
Экзомное секвенирование в формате трио для 402 семей с пробандами с данным фенотипом позволило выявить компаунд-гетерозиготные варианты в гене EP400. Ещё шесть пациентов были найдены через китайскую платформу Match. Интересно, что пациенты с de novo гетерозиготными вариантами имели расстройство развития нервной системы, а остальные более тяжелый фенотип с эпилепсией, что связано со степенью повреждения гена.

Было проведено большое количество экспериментов для доказательства связи гена с заболеванием: экспрессионный анализ EP400 в мозге в том числе в формате single-cell, эксперименты на модельных организмах Drosophila и Zebrafish. Теперь можно уверенно искать варианты в этом гене среди своих пациентов.

DOI: 10.1016/j.ajhg.2024.11.010

Identification of biallelic POLA2 variants in two families with an autosomal recessive telomere biology disorder

Article in European Journal of Human Genetics

Нарушения связанные с теломерами представляют собой разнородную группу генетических заболеваний, вызванных дефектами в механизме поддержания теломер. Такие нарушения связанны с очень короткими теломерами и являются мультисистемными заболеваниями, характеризующимися широким спектром проявлений, включая недостаточность костного мозга, легочный фиброз и повышенный риск развития рака. Ген POLA2 кодирует вспомогательную субъединицу ДНК-полимеразы α (polα)/праймазы, которая играет ключевую роль в достраивании C-цепи теломер. Неполное достраивание теломерной цепи после репликации ДНК было предложено в качестве механизма, лежащего в основе синдрома Коутса плюс, который является фенотипическим проявлением в более широком спектре нарушений биологии теломер.

При полногеномном секвенировании пяти человек из двух неродственных шведских семей были найдены новые редкие миссенс-варианты и структурная перестройка в гене POLA2. У всех пяти пациентов наблюдались аномально короткие теломеры и клинический фенотип, указывающий на нарушение структуры теломер с признаками синдрома Коутса, включая ретинальные и желудочно-кишечные телеангиэктазии.

Авторы также провели дополнительные функциональные исследования одного миссенс варианта p.(Ile96Thr) с использованием in vitro системы CRISPR/Cas9 в клетках 293T. Для этого были получены три субклона с вариантом p.(Ile96Thr) в гене POLA2 в триплоидной клеточной линии. Важно отметить, что во всех трех субклонах один аллель оставался диким типом, а третий аллель содержал indel (WT/KO/KI). В качестве контроля использовались три субклона без изменений в экзоне 3 POLA2 (WT/WT/WT) и три субклона с нарушением одного аллеля (WT/WT/KO).
Далее была оценена длина теломер с помощью саузерн блоттинга через четыре недели после редактирования. В результате было обнаружено, что все три субклона с p.(Ile96Thr) имели значительно укороченные теломеры с медианной длиной ~4 кб, по сравнению с субклонами дикого типа (WT/WT/WT) (медианная длина ~6 кб).

https://doi.org/10.1038/s41431-024-01722-8

A missense variant effect map for the human tumor-suppressor protein CHK2

Article in The American Journal of Human Genetics

Ну вот, вышла работа где за раз разобрались с целым геном, такое мы любим ) Да ещё какой ген! - CHEK2, опухолевый супрессор, кодирующий серин/треониновую протеинкиназу CHK2, необходимую при повреждении ДНК для остановки клеточного цикла, инициирования репарации ДНК и индукции апоптоза. Учитывая его функцию в контроле клеточного цикла, как герминальные, так и соматические варианты в гене CHEK2 связывают с развитием рака груди и других опухолей. Однако, более 90% клинически зарегистрированных герминальных миссенс-вариантов CHEK2 классифицируются как варианты с неопределённой клинической значимостью, что существенно осложняет диагностику.

Для оценки влияния вариантов CHEK2 на ответ к повреждению ДНК авторы провели масштабный функциональный анализ почти всех возможных экзонных вариантов в клетках Saccharomyces cerevisiae.
В результате были получены функциональные данные для 7955 миссенс вариантов и 419 нонсенс, что соответствует более 77% всех возможных изменений аминокислот. Большинство миссенс-вариантов (64,5%) не влияли на функцию CHEK2, в то время как значительная часть вариантов (25%) показала значимое изменение «скоров», аналогичных нонсенс вариантам.

Интересно, что не все нонсенс варианты имели высокие повреждающие «скоры», и наоборот не все синонимичные варианты были нейтральными. Также оказалось, что часть миссенс вариантов (12%) приводит к значительному повышению активности белка, почти в два раза. Предполагается, что такие gain-of-function варианты могут быть связаны с устойчивостью опухолей к терапии.

Авторы отмечают, что полученные данные не являются идеальными: анализ не учитывает посттрансляционные модификации, взаимодействия с другими белками-субстратами CHK2 в клетках дрожжей. Ну и конечно наш любимый сплайсинг – применяемая система никак не может исследовать влияние вариантов на нарушение сплайсинга, доля которого может составлять до 30% всех вариантов.

Но в целом это прекрасная статья с большим количеством качественных данных, на которые можно опираться в клинической практике.

DOI: 10.1016/j.ajhg.2024.10.013

Noncoding variants are a rare cause of recessive developmental disorders in trans with coding variants

Article in Genetics in Medicine

Осенью прошлого года вышла интересная статья под руководством одного из ведущих специалистов в области РНК-анализа, Дианы Баралле. Основная цель исследования заключалась в поиске новых патогенных вариантов в некодирующих участках аутосомно-рецессивных генов на основе полногеномных данных английского проекта «The 100,000 Genomes Project». Речь шла о случаях, когда у пациентов был найден только один патогенный вариант, а второй предположительно находился в тех зонах генома, которые плохо поддаются анализу стандартными алгоритмами: глубоких интронах, 5′- и 3′-нетранслируемых областях (UTR), а также промоторах.

Идея отличная, и начало тоже было многообещающее. Для анализа отобрали 2403 пробанда с гетерозиготным pLoF-вариантом или патогенным вариантом, согласно базе данных ClinVar, среди 793 аутосомно-рецессивных генов. Затем из этой группы выделили 1366 пробандов, у которых к обнаруженному кодирующему варианту был обнаружен хотя бы один редкий некодирующий вариант в транс-положении. Как и предполагалось, подавляющее большинство кандидатных вариантов (92,3%) оказалось интронными.

После дополнительной фильтрации список сократился до 52 кандидатных вариантов у 52 пробандов: 35 интронных, 8 в промоторных зонах, 6 в 5′-UTR и 3 в 3′-UTR. Тщательное сопоставление генов и вариантов с клинической картиной пробандов ещё сильнее сократило список. Любопытно, что 6 вариантов пришлось исключить, так как отсутствовала подробная клиническая информация, а связаться с лечащими врачами для её уточнения не удалось. В результате осталось всего 5 случаев, для которых провели функциональные исследования.

Эти варианты были найдены в генах GAA, NPHP3, PKHD1, LAMA2 и IGHMBP2, причём среди них встречались как глубоко-интронные, так и более близкие к экзонам. В целом это конец. Большого открытия, к сожалению, не случилось, но сама идея хорошая и правильная. Сегодня существует огромное количество полногеномных данных пациентов с неустановленным диагнозом, можно искать новые варианты аналогичным образом, было бы время и желание.

DOI: 10.1016/j.gim.2024.101249

Identification of novel germline mutations in FUT7 and EXT1 linked with hereditary multiple exostoses

Article in Oncogene

После недавней защиты кандидатской диссертации Артёма Боровикова мы знаем, что мы не всё знаем о молекулярных причинах возникновения экзостозов ). И вот вышла немного странная работа китайских коллег. В ходе полноэкзомного анализа одной семьи с экзостозами был найден ранее описанный нонсенс вариант c.204G>A (p.Trp68*) в первом экзоне гена EXT1. Казалось бы, на этом можно было бы остановиться — находка удачная и полностью объясняет клиническую картину. Но авторы также находят и выписывают второй вариант, этот миссенс замена c.893T>G (p.Phe298Cys) в гене FUT7, ранее не ассоциированном с заболеваниями.
Вариант редкий, в консервативной позиции, предсказывается разными алгоритмами как патогенный. Ну казалось бы VUS и VUS, сколько их в экзоме. Но авторы провели сегрегационный анализ, и оказалось, что миссенс-вариант FUT7 косегрегирует с нонсенс-вариантом EXT1 у всех членов семьи с экзостозами. Да, странно, но ок, всё бывает, всё возможно. Но авторы делают вывод, что это новый кандидат на возникновение экзостозов и начинают ставить эксперименты чтобы это доказать.

Эксперименты разные, и многие выглядят довольно убедительно. Так показано, что миссенс вариант в гене FUT7 влияет на клеточную локализацию белка и регулирует пролиферацию клеток. Были поставлены даже эксперименты на рыбной модели Danio rerio, и показано, что совместное подавление генов fut7 и ext1 приводит к тяжелой хондродисплазии, что указывает на функциональную связь между FUT7 и EXT1 в регуляции хондроцитов. Также в экспериментах in vitro было показано, что миссенс вариант p.Phe298Cys в гене FUT7 приводит к снижению экспрессии EXT1. Вообщем с точки зрения экспериментов всё вроде неплохо складывается. А посему авторы провозглашают, что нашли новый потенциальный механизм «второго удара» по для гетерозиготных вариантов в EXT1 в патогенезе множественных экзостозов.

Правы авторы или нет покажет время, и другие исследования в этой области. Но интересно, есть о чём подумать и в случае с другими заболеваниями.

https://doi.org/10.1038/s41388-024-03254-3

uORF-targeting steric block antisense oligonucleotides do not reproducibly increase RNASEH1 expression

Article in Molecular Therapy: Nucleic Acids

Благодаря работам Александры Филатовой все мы помним про то, как патогенные варианты могут нарушать структуру uORF и приводить к возникновению наследственных заболеваний. Важно, что такие регуляторные варианты никак не повреждают основную кодирующую часть гена, а лишь приводят к снижению её эффективности трансляции. А коли так, то есть шанс с помощью разных молекулярных подходов попробовать восстановить трансляцию основной CDS, и будет от этого терапевтический эффект.

Вот английские учёные, из уважаемых мест, Оксфорда и Кэмбриджа, выпустили статью в приличном журнале, где они активно старались применить разные антисмысловые олигонуклеотиды, чтобы заблокировать uORF расположенную в 5’UTR гена RNASEH1 и тем самым повлиять на её трансляцию. Сделано много, и разными подходами, видно что коллектив активно старался и …. ничего у них не получилось. Никак. Обидно, досадно, ну ладно.

Но интересно, что в статье красной ниткой проходит одна линия: в 2016 году в журнале Nature Biotechnology была опубликована первая глобальная работа по этой теме, где коллектив американских ученых из Калифорнии успешно провёл такие эксперименты и даже больше. И вот у англичан никак это не воспроизвелось. И весь раздел дискашина направлен на обсуждение этого топика. Всё написано прилично, но вывод один – что-то тут не так…

Вообщем интересно. В таких ситуациях хорошо бы получить третье мнение. Но вообще здорово, что публикуют статьи с отрицательными результатами, поскольку это совcем не просто, журналы не любят такое публиковать.

https://doi.org/10.1016/j.omtn.2024.102406

SCN5A Contributes to the High Prevalence of Brugada Syndrome in Thailand

Article in Circulation

Синдром Бругада — хорошо известное наследственное заболевание, связанное с нарушением сердечного ритма и высоким риском внезапной смерти у молодых людей. Одной из ключевых причин синдрома являются редкие варианты в гене SCN5A, который кодирует натриевый канал Nav1.5. В недавнем исследовании международная группа учёных попыталась выявить новые генетические факторы, влияющие на развитие синдрома, который остаётся сильно недодиагностированным в Юго-Восточной Азии. Для этого были проанализированы полногеномные данные 231 пробанда с диагнозом синдрома Бругада, в результате чего обнаружено несколько редких вариантов в локусе SCN5A–SCN10A.

Один из вариантов был обнаружен в некодирующем участке (RE5) гена SCN5A и имел наиболее высокую степень ассоциации с заболеванием. Для него было решено провести функциональные исследования. Предполагалось, что данный некодирующий вариант нарушает консервативный сайт связывания мотива Mef2, а также находится рядом с сайтами связывания T-box и Gata.

Функциональные исследования влияния варианта RE5 на экспрессию гена проводились с использованием люциферазного теста в индуцированных стволовых кардиомиоцитах человека (hiPSC-CMs) и клетках HEK-293. В результате было показано, что фрагмент RE5 дикого типа вызывает высокую активность люциферазы в обеих клеточных системах, тогда как аллель с вариантом RE5 продемонстрировал значительно сниженный уровень активности репортерного гена.

Для оценки функциональных последствий данного варианта в контексте человеческих кардиомиоцитов исследуемый вариант был введён в линию hiPSC с использованием технологии CRISPR/Cas9. RNA-seq подтвердил, что введение варианта снижает экспрессию аллеля приблизительно на 30%. На тех же клеточных линиях были измерены натриевые токи, которые оказались значительно ниже в кардиомиоцитах с вариантом RE5, с 30% снижением плотности тока при -20 мВ.

https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.069041

An autosomal dominant cardiac arrhythmia syndrome, ST Depression Syndrome, is caused by the de novo creation of a cardiomyocyte enhancer

Article in medRxiv

Ещё одна интересная работа из области кардиологии, посвященная молекулярному этиопатогенезу аутосомно-доминантного заболевания - синдрому депрессии сегмента ST. Данный синдром является частым проявлением ишемии миокарда, который связан с риском внезапной смерти и сердечной недостаточностью. Для поиска причины возникновения заболевания было проведено генотипирование и полногеномное секвенирование больных из 3х английских семей. В результате сцепление выявило небольшой участок около мегабазы на 20 хромосоме. В ходе дальнейшего исследования было обнаружено 22 общих для всех больных гетерозиготных варианта, все из которых находились в некодирующих регионах. Один из вариантов NC_000020.11:g.49356862-49356878delinsTCCC (далее delinsTCCC) представлял собой делецию 17 нуклеотидов и инсерцию 4х. Дополнительное секвенирование выявило его у всех больных членов семей.

Вариант delinsTCCC расположен в высококонсервативной межгенной области генома, на 7000 п.н. ниже ближайшего аннотированного гена KCNB1, кодирующего калиевый канал, и на 78,8 т.п.н. выше ближайшего сайта начала транскрипции гена ZNFX1. Биоинформатический анализ не выявил в этой области известных энхансеров, которые могли бы быть разрушены данным вариантом. Наоборот, всё указывало на то, что сам вариант delinsTCCC может обладать функцией энхансера. Дальнейший анализ данных Hi-C и ENCODE позволил обнаружить потенциальный энхансер на расстоянии 139 кб от промотора KCNB1, который был назван E-139.

Для функционального анализа была создана линия iPSC, гетерозиготная по варианту delinsTCCC, с использованием технологии CRISPR-Cas9. Проведённый ATAC-seq в кардиомиоцитах, дифференцированных из этих iPSC, выявил наличие de novo открытого хроматинового элемента, содержащего вариант delinsTCCC. Также было показано, что более высокие уровни H3K4me1 по сравнению с H3K4me3 были обнаружены в delinsTCCC и E-139, что указывает на то, что они оба, вероятно, являются энхансерами.
Регуляторные свойства этих регионов были проверены на модельных рыбках Danio rerio, для чего были получены эмбрионы с внедрёнными конструкциями с этими энхансерами регулирующими экспрессию GFP. В результате у трансгенных рыб tg(E-139:GFP) и tg(delinsTCCC:GFP) наблюдалась сильная экспрессия GFP в сердце, распределенная по желудочкам довольно равномерно.

Помимо экспериментов с использованием технологии3C, которые показали, как происходит образование регуляторной петли за счёт CTCF, также были проведены эксперименты по исследованию аллельного дисбаланса в гене KCNB1. Чтобы определить какой из аллелей сцеплен с delinsTCCC, был проведено нанопоровое секвенирование. В результате было показано, что инсерция delinsTCCC приводит к увеличению экспрессии KCNB1 в 3.8 раза.

https://doi.org/10.1101/2024.08.20.24312115

Functional evaluation and clinical classification of BRCA2 variants

Article in Nature

Многие долго ждали эту работу, и вот наконец вчера она вышла! Статья по функциональному анализу почти 7 тысяч вариантов в гене BRCA2. Можно сказать, что всё было сделано в классическом стиле: с помощью CRISPR–Cas9 был проведён глубокий мутагенез десятка экзонов и прилегающих интронов гена BRCA2, которые кодируют ДНК-связывающий домен. Весь анализ проводился на линии гаплоидных клеток человека HAP1. В результате удалось функционально охарактеризовать все возможные варианты в этой области: синонимичные, миссенс, нонсенс, и сплайсинговые. Как и следовало ожидать, большинство синонимичный были нейтральными. А интронные и миссенс варианты оказались патогенными практически в одинаковой доле.

Полученные данные о функциональности исследуемых замен оценили по критериям патогенности ACMG–AMP. Заодно провели клиническую реклассификацию вариантов согласно данным ClinGen и ClinVar. Вообщем можно считать, что закрыли ещё один ген, по крайней мере огромное количество миссенс-вариантов, интерпретация которых самая сложная. Осталось внедрить это в практику, и это отдельный вопрос, кстати. Потому что несмотря на то, что аналогичная работа по BRCA1 была сделана аж 2018 году, не очень заметно чтобы её активно пользовали

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08388-8

Neurodevelopmental Disorder Caused by Deletion of CHASERR, a lncRNA Gene

Article in The New England Journal of Medicine

В конце прошло года была опубликована работа большого международного коллектива, посвящённая изучению гена длинной некодирующей РНК CHASERR и его связи с наследственными заболеваниями. Эта тема является одной из самых актуальных в современной генетике, поэтому, как и ожидалось, статья вышла в крутом журнале «The New England Journal of Medicine». В работе описаны три неродственные семьи с детьми, у которых наблюдалось синдромальное нарушение нервного развития с ранним началом. Все дети страдали от тяжёлой энцефалопатии, имели общие дисморфические черты лица, кортикальную атрофию и церебральную гипомиелинизацию.

Стандартный анализ геномов пациентов в формате трио, включающий поиск доминантных и рецессивных SNV, инделов, увеличений коротких тандемных повторов и структурных вариантов как в ядерном, так и в митохондриальном геномах, не выявил патогенных или потенциально патогенных изменений. Однако у всех пациентов были обнаружены гетерозиготные делеции de novo размером 22 кб, 8,4 кб и 25 кб, соответственно. Эти делеции перекрывали промотор и первые три экзона CHASERR, но не затрагивали другие близлежащие кодирующие гены, включая CHD2 и его промотор. Анализ границ делеций показал наличие повторов семейства SINE/Alu, что позволяет предположить, что аналогичные события могут быть обнаружены и у других пациентов в будущем.

Секвенирование РНК, выделенной из крови первого пробанда, подтвердило гаплонедостаточность CHASERR, а также выявило повышенную экспрессию гена CHD2 (23,9 TPM) по сравнению со здоровым родственником (18,17 TPM). Аналогичное повышение экспрессии CHD2 было обнаружено и в других типах клеток, включая культивированные фибробласты, iPSC и нейрональные клетки-предшественники (NPC). Увеличение экспрессии CHD2 было также подтверждено и на белковом уровне почти в 2 раза. В совокупности небольшого числа экспериментов показано, что CHASERR является негативным цис-регулятором гена CHD2. Ура новому гену, теперь можно искать в своих данных )

DOI: 10.1056/NEJMoa2400718

De novo and inherited dominant variants in U4 and U6 snRNAs cause retinitis pigmentosa

Article in medrxiv

Огонь новость! На прошлой неделе в мед-архиве появилась статья, посвящённая связи патогенных вариантов ещё двух некодирующих РНК с развитием наследственных заболеваний. Работа выполнена огромным международным коллективом авторов из 123 учреждений по всему миру, и кого там только нет (ну понятно кого 😢). На этот раз исследование касается пигментного ретинита — хорошо известного дегенеративного заболевания глаз, которое приводит к значительному ухудшению зрения и нередко к полной слепоте. По разным оценкам, даже при секвенировании экзома и/или генома до половины пациентов остаются без генетически подтверждённого диагноза.

Исследование началось с анализа большой семьи, в которой заболевание проявлялось в двух поколениях. Полногеномное секвенирование всех десяти членов семьи, с последующей фильтрацией вариантов и анализом общего гаплотипа, выявило вариант NR_003137.2:n.18_19insA в гене RNU4-2. Как и ожидалось, этот вариант отсутствовал в базе GnomAD и находился в высококонсервативной области. После этого последовательность RNU4-2 была проанализирована у почти 2000 больных без установленного диагноза, в результате чего был найден ещё один вариант — n.56T>C. В итоге, эти два варианта были обнаружены у 36 пациентов из 13 семей. Ещё 27 пациентов из этих семей не удалось генотипировать из-за отсутствия доступных образцов ДНК. Интересно, что у девяти облигатных носителей, из которых четверо уже умерли, наблюдалась неполная пенетрантность, то есть в 38% семей (пять из 13) патогенные варианты могли присутствовать, но клинические симптомы отсутствовали.

Тут стоит удивиться (например, Оле Левченко), что тут мол какая-то ошибка, совсем недавно варианты в гене RNU4-2 были впервые ассоциированы с частыми нарушениями нервно-психического развития, но там были другие варианты (n.64_65insT)! Вот такой плейотропный эффект.

Но на этом поиск не остановился. Решили искать дальше в других генах ответственных за прохождение сплайсинга – и о чудо! в гене RNU6, который взаимодействует с RNU4, а также в его 4 паралогах, были найдены патогенные варианты (n.55_56insG и n.56_57insG) у 135 пациентов из 62 семей.

В статье также были проведены эксперименты по функциональному анализу, которые показали, что обнаруженные варианты (за исключением n.64_65insT) усиливают взаимодействие данных snRNA, что может оказывать доминантный эффект на биогенез snRNP и замедлять процесс их сборки.

Так что ещё одно ура! Теперь можно смотреть геномы своих пациентов )

https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2025.01.06.24317169v1

Exploring the role of splicing in TP53 variant pathogenicity through predictions and minigene assays

Article in Human Genomics

Кто не знает про p53? Все знают. И теперь мы знаем о нём немного больше. Вышла небольшая статья международной команды из Австралии и Испании посвященная функциональному анализу вариантов сплайсинга в гене TP53. От подачи статьи до принятия прошло чуть больше месяца, и ещё 2 недели на публикацию – вот бы всем так!

Для проведения функционального анализа была сделана минигенная конструкция, содержащая со 2го по 9ый экзоны гена. На ней были проверены несколько десятков экзонных вариантов, которые предсказывались как сплайсинговые с помощью SpliceAI. Всего было проанализировано 9 синонимичных вариантов и 50 миссенс вариантов. Как и полагается, какие-то влияли на прохождение сплайсинга, какие-то нет. На основании полученных результатов варианты были классифицированы согласно рекомендациям «ClinGen Sequence Variant Interpretation Splicing Subgroup».

Вообще технически работа сделана хорошо, но написана так что читать невозможно. Но в любом случае, на эти данные можно опираться в работе.

https://doi.org/10.1186/s40246-024-00714-5

Variants in NR6A1 as a cause for congenital renal, vertebral and uterine anomalies

Article in medrxiv

Как говориться в нашем полку прибыло! так что встречайте очередной новый ген, связанный с наследственными заболеваниями. Свежая статья бельгийских учёных с коллегами появилась в медархиве, и посвящена поиску причин возникновения почечной и маточной агенезии. В исследовании проанализированы данные пяти пациентов из трёх семей (благодаря Genematcher) у которых наблюдались фенотипы, включающие двустороннюю или одностороннюю агенезию/гипоплазию почек, а также различные врождённые аномалии матки и реберно-позвоночные дефекты.

Секвенирование экзомов пациентов выявило варианты в гене NR6A1, который ранее не был связан с какими-либо заболеваниями у человека. Среди обнаруженных вариантов были как унаследованные миссенс-варианты, так и de novo нонсенс-варианты, ассоциированные с летальным фенотипом, включая двустороннюю агенезию почек. Ген NR6A1 (Nuclear Receptor Subfamily 6 Group A Member 1) кодирует ядерный рецептор, который играет важную роль в эмбриональном развитии. Он действует как конститутивный репрессор транскрипции, подавляя экспрессию генов, связанных с плюрипотентностью (например, OCT4, NANOG), что важно для дифференцировки клеток во время эмбриогенеза.

Для подтверждения роли NR6A1 в развитии заболевания была создана модель нокаута у рыбок данио с использованием технологии CRISPR-Cas9, направленной на инактивацию ортологов nr6a1a и nr6a1b. У мутантных рыбок наблюдались нарушения развития почек, включая дефекты сегментации пронефроса и гипоплазию взрослой почки, а также аномалии осевого скелета и клоаки. Эти фенотипы схожи с клиническими проявлениями у пациентов с вариантами NR6A1, что подтверждает роль этого гена в развитии данных структур.

Функциональные исследования in vitro (EMSA) показали, что миссенс-варианты _NR6A1 приводят к частичной потере функции, снижая способность белка связываться с ДНК. Это подтверждает, что выявленные варианты могут нарушать транскрипционную активность гена. Кроме того, у рыбок данио было обнаружено, что потеря функции nr6a1a/b влияет на экспрессию генов Hox, что может объяснять наблюдаемые аномалии в развитии почек, матки и позвоночника.

https://doi.org/10.1101/2025.01.08.24319478

Genomic reanalysis of a pan-European rare-disease resource yields new diagnoses

Article in Nature Medicine

Ой, какая классная статья, зацените. Все мы знаем, насколько полезен повторный анализ данных, и чем больше времени проходит, тем выше вероятность обнаружить что-то новое. И тут много разных факторов: открываются новые гены, аннотируется больше вариантов, инструменты для обработки и интерпретации данных активно совершенствуются, а клинические биоинформатики становятся всё более опытными. Европейский консорциум Solve-Rare Diseases (Solve-RD), который ярко заявил о себе на конференции ESHG в прошлом году, как раз провёл такой масштабный повторный анализ большого объёма данных. Но что особенно ценно, для этой цели они объединили усилия огромной команды клинических и молекулярных учёных из 37 экспертных центров! Это очень здорово и круто.

И вся эта команда провела систематический повторный анализ данных для 6 447 человек с ранее не диагностированными редкими заболеваниями. Для этого была создана двухуровневая инфраструктура экспертной оценки, которая позволила установить генетический диагноз в 506 (8,4%) семьях. Из 552 выявленных патогенных вариантов 464 (84,1%) представляли собой однонуклеотидные варианты или короткие инсерции/делеции. Эти варианты либо находились в недавно описанных генах, связанных с заболеваниями (n = 67), либо были переклассифицированы в ClinVar (n = 187), либо переклассифицированы по решению экспертов в рамках Solve-RD (n = 210). Специальные биоинформатические анализы выявили оставшиеся 15,9% причинных вариантов (n = 88). Параллельно с систематическим повторным анализом, экспертный обзор позволил диагностировать 249 (4,1%) дополнительных семей, что в совокупности дало общий диагностический выход в 12,6%.

Вообщем 12,6% - это очень хорошо. Жаль нас там не было, мы бы накинули несколько процентов) . Но вообще очень здорово наблюдать за такими проектами. И это при том, что данные были преимущественно экзомные. Сейчас для всех этих пациентов доступны геномные данные, и их анализ уже идёт. Более того, по словам участников проекта Solve-RD всем этим пациентам сейчас проводят длинноридовое секвенирование. Вообще здорово. У нас кстати есть все шансы сделать аналогичную историю на ресурсах БТК.

https://doi.org/10.1038/s41591-024-03420-w

DNA-binding affinity and specificity determine the phenotypic diversity in BCL11B-related disorders

Article in The American Journal of Human Genetics

Статья с авторами из 85 учреждений, и можно ожидать что опять нашли новый ген какой-то, ан нет, ген то старый, но исследование получилось классное. Но обо всё по порядку. Речь пойдёт о BCL11B — ДНК-связывающем транскрипционным факторе, содержащем домен цинкового пальца (C2H2-ZnF). Он играет ключевую роль в развитии различных органов и тканей, особенно иммунной и нервной систем. Известно, что герминальные варианты гена BCL11B связаны с рядом синдромов, характеризующихся нарушениями развития. Однако корреляции между генотипом и фенотипом, а также патофизиологические механизмы, лежащие в основе этих вариантов, в значительной степени оставались не изученными.

Чтобы провести эту работы была собрана когорта из 92 пациентов со всей Европы, у которых были выявлены патогенные или вероятно патогенные варианты в гене BCL11B. Чтобы оценить влияние миссенс-вариантов на функцию белка BCL11B, вначале был проведён анализ данных ChIP-seq. На основе этого анализа были выбраны три регуляторных элемента, которые затем клонировали в люциферазный репортерный вектор. И уже в полученных системах были протестированы миссенс-варианты для оценки их функционального воздействия.

В результате комплексного анализа удалось выделить три клинических подтипа расстройств, связанных с мутациями в гене BCL11B.
1. LoF-варианты и миссенс-варианты, затрагивающие цистеиновые и гистидиновые остатки, участвующие в связывании цинка, приводят к легкой или умеренной задержке нейроразвития. Для таких пациентов характерна повышенная склонность к поведенческим и стоматологическим аномалиям, аллергиям, астме, а также снижение количества врожденных лимфоидных клеток 2 типа.
2. Миссенс-варианты в α-спиралях C2H2-ZnF домена, контактирующих с ДНК, ассоциированы с высоковариабельными клиническими проявлениями. Спектр симптомов варьируется от множественных системных аномалий с летальным исходом в первые годы жизни до позднего начала гиперкинетического двигательного расстройства, сопровождающегося нарушением мелкой моторики.
3. Миссенс-варианты, не затрагивающие прямое связывание с ДНК, вызывают более мягкий фенотип за счет снижения транскрипционной активности в отношении специфических мишеней.
Отдельно следует отметить, что миссенс-варианты, влияющие на C2H2-ZnF домены, связывание с ДНК и "специфичность остатков", нарушают транскрипционную активность BCL11B в мишень-специфичной доминантно-негативной манере. Это приводит не только к снижению регуляции целевых генов, но и к аномальной активации альтернативных ДНК-мишеней, что обусловливает более тяжелые и непредсказуемые клинические исходы.

Резюме работы следующее: степень тяжести и вариабельность фенотипа в значительной степени зависят от аффинности и специфичности связывания измененных белков BCL11B с ДНК.

DOI: 10.1016/j.ajhg.2024.12.012