RU2653450C1 - Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors - Google Patents

Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors Download PDF

Info

Publication number
RU2653450C1
RU2653450C1 RU2017132198A RU2017132198A RU2653450C1 RU 2653450 C1 RU2653450 C1 RU 2653450C1 RU 2017132198 A RU2017132198 A RU 2017132198A RU 2017132198 A RU2017132198 A RU 2017132198A RU 2653450 C1 RU2653450 C1 RU 2653450C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mmp
risk
ischemic stroke
stroke
predicting
Prior art date
Application number
RU2017132198A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Чурносов
Мария Ивановна Москаленко
Инна Николаевна Сорокина
Снежана Николовна Миланова
Ирина Васильевна Пономаренко
Алексей Валерьевич Полоников
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ")
Priority to RU2017132198A priority Critical patent/RU2653450C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2653450C1 publication Critical patent/RU2653450C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biochemistry.
SUBSTANCE: method of predicting the risk of developing ischemic stroke, taking into account genetic factors, refers to biochemistry. Method includes isolation of DNA from peripheral venous blood, analysis of genetic polymorphisms rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7. Combination of the genotype 6A/6A rs3025058 MMP-3 with the AA genotype rs11568818 MMP-7 is a risk factor for the development of ischemic stroke (OR = 1.67).
EFFECT: invention can be used to identify the risk of stroke in individuals of Russian nationality who are residents of the Central Chernozem Region.
1 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области медицинской диагностики и может быть использовано для прогнозирования риска развития ишемического инсульта.The invention relates to the field of medical diagnostics and can be used to predict the risk of developing ischemic stroke.

В настоящее время инсульт занимает первые позиции по заболеваемости, инвалидизации и смертности как в нашей стране, так и в мире, поэтому исследование молекулярно-генетических механизмов предрасположения к данному заболеванию остается актуальной проблемой современной генетики человека [Хронические сосудистые заболевания головного мозга [текст] / А.С. Кадыков, Л.С. Манвелов, Н.В. Шахпаронова // М.: ГЭОТАР-Медиа. – 2013. – 232 с.]. В этиологии инсульта существенна генетическая компонента, однако до настоящего времени весь спектр генов, связанных с его развитием, не определен. Установлено, что с развитием ишемического инсульта связаны гены системы гемостаза, системы окиси азота, программированной клеточной гибели, а также гены матриксных металлопротеиназ (ММР) [Генетический взгляд на феномен сочетанной патологии у человека [Текст]/ В. П. Пузырев // Медицинская генетика. – 2008. – Т. 7. – № 9. – С. 3-9]. Матриксные металлопротеиназы являются эндопептидазами, отвечающими за протеолитическое расщепление всех компонентов внеклеточного матрикса и участвующими в развитии таких патологических состояний, как эссенциальная гипертензия, артрит, атеросклероз, рост и метастазирование опухолей [Матриксные металлопротеиназы и сердечно-сосудистые заболевания [Текст] / А.А. Турна, Р.Т. Тогузов // Артериальная гипертензия. – 2009. – №5. – С. 532-538; Diverse roles of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in neuroinflammation and cerebral ischemia [Tехt] / E. Candelario-Jalil, Y. Yang, G. A. Rosenberg // Neuroscience – 2012. – №158 (3). – Р. 983-994]. Currently, stroke occupies the first positions in morbidity, disability and mortality both in our country and in the world, therefore, the study of molecular genetic mechanisms of predisposition to this disease remains an urgent problem of modern human genetics [Chronic cerebrovascular diseases [text] / A .FROM. Kadykov, L.S. Manvelov, N.V. Shakhparonova // M .: GEOTAR-Media. - 2013. - 232 p.]. In the etiology of stroke, the genetic component is essential, but so far the entire spectrum of genes associated with its development has not been determined. It has been established that genes of the hemostatic system, nitric oxide system, programmed cell death, as well as genes for matrix metalloproteinases (MMPs) are associated with the development of ischemic stroke [Genetic look at the phenomenon of combined pathology in humans [Text] / V. P. Puzyrev // Medical Genetics . - 2008. - T. 7. - No. 9. - S. 3-9]. Matrix metalloproteinases are endopeptidases responsible for the proteolytic cleavage of all components of the extracellular matrix and are involved in the development of pathological conditions such as essential hypertension, arthritis, atherosclerosis, tumor growth and metastasis [Matrix metalloproteinases and cardiovascular diseases [Text] / A.A. Turna, R.T. Toguzov // Arterial hypertension. - 2009. - No. 5. - S. 532-538; Diverse roles of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in neuroinflammation and cerebral ischemia [Tex] / E. Candelario-Jalil, Y. Yang, G. A. Rosenberg // Neuroscience - 2012. - No. 158 (3). - R. 983-994].

Значительная распространенность и высокая смертность в результате осложнений данного заболевания определяют необходимость выделения критериев индивидуального прогнозирования риска развития ишемического инсульта на основании изучения полиморфных вариантов генов-кандидатов.Significant prevalence and high mortality as a result of complications of this disease determine the need to identify criteria for individually predicting the risk of developing ischemic stroke based on the study of polymorphic variants of candidate genes.

Матриксная металлопротеиназа 3 (ММP-3) является представителем подсемейства стромелизинов и отвечает за гидролитическое расщепление фибронектина [Matrix Metalloproteinases in Lung: Multiple, Multifarious, and Multifaceted [Tехt] / K.J. Greenlee, Z. Werb, F. Kheradmand // Physiological Reviews. – 2011. – №87 (1). – Р. 69-98]. Цитогенетическое расположение гена, кодирующего ММP-3 – 11q22.2. Китайскими учеными установлено, что полиморфизм rs3025058 гена ММP-3, представляющий собой вставку дополнительного аденина в положении -1612, ассоциирован с развитием острых нарушений мозгового кровообращения [Аssоciаtiоn оf Mаtrix Metаllорrоteinаse-1 аnd Mаtrix Metаllорrоteinаse-3 Gene Vаriаnts with Ischemic Strоke аnd Its Subtурe [Text] / X.У. Huаng, L.У. Hаn, X.D. Huаng [et аl.] // J. Strоke Cerebrоvаsc. Dis. – 2017. – Vоl. 26, № 2. – Р. 368-375]. Matrix metalloproteinase 3 (MMP-3) is a member of the stromelysin subfamily and is responsible for the hydrolytic cleavage of fibronectin [Matrix Metalloproteinases in Lung: Multiple, Multifarious, and Multifaceted [Tex] / K.J. Greenlee, Z. Werb, F. Kheradmand // Physiological Reviews. - 2011. - No. 87 (1). - R. 69-98]. The cytogenetic location of the gene encoding MMP-3 is 11q22.2. Chinese scientists have found that the rs3025058 polymorphism of the MMP-3 gene, which is an insertion of additional adenine at position -1612, is associated with the development of acute cerebrovascular accidents [Associated Metalorenteenteenteenteenteenteenteent Text] / X.U. Huang, L.U. Han, X.D. Huang [et al.] // J. Stroke Cerebróvásc. Dis. - 2017. - Vol. 26, No. 2. - R. 368-375].

Матриксная металлопротеиназа 7 (ММP-7) является представителем подсемейства матрилизинов и отвечает за протеолиз коллагена, фибронектина, желатинов, эластина и других компонентов внеклеточного матрикса [Allele-Specific Regulation of Matrix Metalloproteinase-7 Promoter Activity Is Associated With Coronary Artery Luminal Dimensions Among Hypercholesterolemic Patients [Text] / S. Jormsjö, C. Whatling, D.H. Walter [et аl.] // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. – 2011. – Vоl. 21. – Р. 1834-1839]. Цитогенетическое расположение гена, кодирующего ММP-7 – 11q22.2, в его промоторной области находится полиморфизм rs11568818 ММP-7, представляющий собой замену аденина на гуанин в позиции -181. Установлено, что данный полиморфизм ассоциирован с развитием сосудистых катастроф в китайской популяции [Association between matrix metalloproteinase family gene polymorphisms and ischemic stroke: a meta-analysis [Text] / D. Wen, X. Du, S.P. Nie [et аl.] // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. – 2014. – Vоl. 28. – Р. 1832-1837].Matrix metalloproteinase 7 (MMP-7) is a member of the matrilizin subfamily and is responsible for the proteolysis of collagen, fibronectin, gelatins, elastin, and other components of the extracellular matrix [Text] / S. Jormsjö, C. Whatling, DH Walter [et al.] // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. - 2011. - Vol. 21. - R. 1834-1839]. The cytogenetic location of the gene encoding MMP-7 - 11q22.2, in its promoter region is the polymorphism rs11568818 MMP-7, which is a replacement of adenine with guanine at position -181. It was established that this polymorphism is associated with the development of vascular catastrophes in the Chinese population [Association between matrix metalloproteinase family gene polymorphisms and ischemic stroke: a meta-analysis [Text] / D. Wen, X. Du, S.P. Nie [et al.] // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. - 2014. - Vol. 28. - R. 1832-1837].

Исследования вовлеченности генов матриксных металлопротеиназ в формирование предрасположенности к инсульту в России единичны и фрагментарны, а данных о роли генетических вариантов rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7 в развитии ишемического инсульта нет совсем.Studies of the involvement of matrix metalloproteinase genes in the formation of a stroke susceptibility in Russia are single and fragmentary, and there is no data on the role of the rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7 genetic variants in the development of ischemic stroke.

В изученной научно-медицинской и доступной патентной литературе авторами не было обнаружено способа прогнозирования риска развития ишемического инсульта с учетом генетических данных о сочетаниях генетических полиморфизмов rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7.In the studied scientific medical and accessible patent literature, the authors did not find a method for predicting the risk of developing ischemic stroke, taking into account genetic data on combinations of genetic polymorphisms rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7.

Из области техники известен «Способ прогнозирования развития острого ишемического инсульта» по Патенту РФ №2012134988 от 20.02.2014. Способ включает учет показателей ферментов антиокислительной защиты в периферической крови, при этом в качестве ферментов антиокислительной защиты определяют каталазу, пероксидазу и показатель перекисного окисления липидов. При увеличении показателей пероксидазы и перекисной резистентности эритроцитов и снижении показателя каталазы более чем на 70% от референтных значений судят о высоком риске развития ишемического инсульта. Однако данный способ не является достаточно информативным, так как не включает генетические маркеры и применим только на клиническом этапе, что исключает раннюю диагностику и проведение профилактических мероприятий по предотвращению развития инсульта.From the field of technology known "Method for predicting the development of acute ischemic stroke" according to the RF Patent №2012134988 from 02.20.2014. The method includes accounting for indicators of antioxidant protection enzymes in peripheral blood, while catalase, peroxidase, and lipid peroxidation rate are determined as antioxidant enzymes. With an increase in peroxidase and peroxide resistance of red blood cells and a decrease in catalase by more than 70% of the reference values, a high risk of developing ischemic stroke is judged. However, this method is not sufficiently informative, since it does not include genetic markers and is applicable only at the clinical stage, which excludes early diagnosis and preventive measures to prevent the development of stroke.

За прототип выбран Патент РФ № 2422523 от 22.04.2010 «Аллель SNP41 гена PDE4D, его применение для прогнозирования индивидуальной предрасположенности к инсульту в русской популяции, применение молекулярно-генетического маркера индивидуальной предрасположенности к инсульту и способ прогнозирования индивидуальной предрасположенности к инсульту». Способ включает анализ полиморфизма гена PDE4D на наличие аллеля А SNP41 и в случае выявления наличия указанного варианта аллеля прогноз предрасположенности к инсульту в русской популяции. Данный способ разработан для выявления риска развития инсульта по результатам генетического тестирования по локусу гена PDE4D. Аллель A SNP41 гена PDE4D применяется в качестве диагностического маркера при оценке высокой индивидуальной предрасположенности к инсульту в русской популяции. Изобретение позволяет диагностировать предрасположенность к инсульту в русской популяции и своевременно назначать соответствующие медикаменты. Недостатком указанного способа является использование в качестве маркера только одного генетического полиморфизма, что снижает статистическую мощность проведенного исследования.For the prototype, Patent of the Russian Federation No. 2422523 dated 04/22/2010 “PDP4D gene SNP41 allele, its application for predicting an individual predisposition to stroke in the Russian population, the use of the molecular genetic marker of an individual predisposition to stroke and a method for predicting an individual predisposition to stroke” was selected for the prototype. The method includes analyzing the PDE4D gene polymorphism for the presence of the SNP41 allele A and, if the presence of the indicated variant of the allele is detected, predicting a predisposition to stroke in the Russian population. This method is designed to identify the risk of stroke according to the results of genetic testing at the locus of the PDE4D gene. Allele A of SNP41 of the PDE4D gene is used as a diagnostic marker in assessing a high individual stroke susceptibility in the Russian population. The invention allows to diagnose a predisposition to stroke in the Russian population and timely prescribe appropriate medications. The disadvantage of this method is the use as a marker of only one genetic polymorphism, which reduces the statistical power of the study.

Задачей настоящего исследования является расширение арсенала способов диагностики, а именно создание способа прогнозирования развития ишемического инсульта на основе комбинации генов матриксных металлопротеиназ.The objective of this study is to expand the arsenal of diagnostic methods, namely the creation of a method for predicting the development of ischemic stroke based on a combination of matrix metalloproteinase genes.

Технический результат использования изобретения – получение критериев оценки риска развития ишемического инсульта у лиц русской национальности, уроженцев Центрального Черноземья на основе данных о сочетаниях генетических вариантов локусов rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7.The technical result of the use of the invention is to obtain criteria for assessing the risk of developing ischemic stroke in people of Russian nationality, natives of the Central Chernozem Region based on data on combinations of genetic variants of the rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7 loci.

Поставленная задача решается предложенным способом, включающим:The problem is solved by the proposed method, including:

- выделение ДНК из периферической венозной крови лиц русской национальности, уроженцев Центрального Черноземья;- Isolation of DNA from the peripheral venous blood of persons of Russian nationality, natives of the Central Chernozem region;

- анализ полиморфизмов генов матриксных металлопротеиназ rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7;- analysis of polymorphisms of the genes of matrix metalloproteinases rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7;

- прогнозирование высокого риска развития ишемического инсульта при выявлении сочетания генотипа 6А/6А по локусу rs3025058 MMР-3 с генотипом АА по локусу rs11568818 MMР-7.- predicting a high risk of developing ischemic stroke when detecting a combination of genotype 6A / 6A at the rs3025058 locus MMP-3 with the AA genotype at the locus rs11568818 MMP-7.

Новизна и изобретательский уровень заключаются в том, что из уровня техники не известна возможность прогноза риска развития ишемического инсульта по наличию сочетания генетических вариантов полиморфных маркеров матриксных металлопротеиназ rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7.The novelty and inventive step consists in the fact that the possibility of predicting the risk of developing ischemic stroke by the presence of a combination of genetic variants of polymorphic markers of matrix metalloproteinases rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7 is not known from the prior art.

Выделение геномной ДНК из периферической крови осуществляют методом фенольно-хлороформной экстракции (Mathew, 1984) в два этапа. На первом этапе к 4 мл крови с ЭДТА добавляют 25 мл лизирующего буфера, содержащего 320 мМ сахарозы, 1% тритон Х-100, 5мМ MgCl2, 10мМ трис-HCl (pH 7,6). Полученную смесь перемешивают и центрифугируют при 4ºС, 4000 об/мин в течение 20 мин. После центрифугирования надосадочную жидкость сливают, к осадку добавляют 4 мл раствора, содержащего 25 мМ ЭДТА (рН 8,0) и 75 мМ NaCl, ресуспензируют. Затем прибавляют 0,4 мл 10% SDS, 35 мкл протеиназы К (10 мг/мл) и инкубируют образец при 37ºС в течение 16 часов. Genomic DNA is isolated from peripheral blood by phenol-chloroform extraction (Mathew, 1984) in two stages. At the first stage, 25 ml of lysis buffer containing 320 mM sucrose, 1% Triton X-100, 5 mM MgCl 2 , 10 mM Tris-HCl (pH 7.6) is added to 4 ml of blood with EDTA. The resulting mixture was stirred and centrifuged at 4 ° C, 4000 rpm for 20 minutes After centrifugation, the supernatant is decanted, 4 ml of a solution containing 25 mM EDTA (pH 8.0) and 75 mM NaCl are added to the precipitate and resuspended. Then add 0.4 ml of 10% SDS, 35 μl of proteinase K (10 mg / ml) and incubate the sample at 37 ° C for 16 hours.

На втором этапе из полученного лизата последовательно проводят экстракцию ДНК равными объемами фенола, фенол-хлороформа (1:1) и хлороформа с центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин. После каждого центрифугирования производят отбор водной фазы. ДНК осаждают из раствора двумя объемами охлажденного 96% этанола. После лиофилизации полученную ДНК растворяют в бидистиллированной, деионизованной воде и хранят при -200°С. Выделенную ДНК используют для проведения полимеразной цепной реакции синтеза ДНК.At the second stage, DNA is sequentially extracted from the obtained lysate in equal volumes of phenol, phenol-chloroform (1: 1) and chloroform with centrifugation at 4000 rpm for 10 min. After each centrifugation, the aqueous phase is selected. DNA is precipitated from solution in two volumes of chilled 96% ethanol. After lyophilization, the obtained DNA is dissolved in bidistilled, deionized water and stored at -200 ° C. Isolated DNA is used to carry out the polymerase chain reaction of DNA synthesis.

Для исследования полиморфизма rs3025058 ММP-3 используют наборы 2,5х реакционной смеси для проведения ПЦР-РВ в объеме 25 мкл на 1 образец, включающие 2,5х реакционную смесь (2,5х ПЦР буфер: (KСl, ТрисHСl (рH 8,8), 6,25 мМ MgСl2), SynTаq ДНК-полимеразу, дезоксинуклеозидтрифосфаты, глицерол, Twееn 20) в объеме 10 мкл, 25мМ MgСl2 в объеме 1,5 мкл, ddH2О (деионизированная вода), по 10 пкмоль каждого праймера и по 5 пкмоль каждого зонда. При проведении ПЦР в амплификаторе с флуоресцентной детекцией (на амплификаторе CFX96) генотипирование осуществляют методом TagMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции). Для rs3025058 ММP-3 зонд с флуоресцентным красителем ROX соответствует аллелю 6A, зонд с красителем FAM – аллелю 5А (фиг. 1).To study the polymorphism rs3025058 MMP-3, 2.5x reaction mixture kits are used for PCR-RV in a volume of 25 μl per sample, including a 2.5x reaction mixture (2.5x PCR buffer: (KCl, TrisHCl (pH 8.8) 6.25 mM MgCl 2 ), SynTaq DNA polymerase, deoxynucleoside triphosphates, glycerol, Tween 20) in a volume of 10 μl, 25 mM MgCl 2 in a volume of 1.5 μl, ddH2O (deionized water), 10 pcmol of each primer and 5 pmol of each probe. When performing PCR in a thermocycler with fluorescence detection (on a CFX96 thermocycler), genotyping is carried out using the TagMan method according to OEF values (relative fluorescence units). For rs3025058 MMP-3, the probe with the ROX fluorescent dye corresponds to the 6A allele, the probe with the FAM dye corresponds to the 5A allele (Fig. 1).

Анализ полиморфизма rs11568818 MMР-7 проводят методом ПЦР синтеза ДНК на амплификаторе СFX96 (Bio-Rad) с использованием стандартных олигонуклеотидных праймеров и зондов с последующим анализом полиморфизма методом дискриминации аллелей. Реакционная смесь объемом 25 мкл включает: 67 мМ трис-HCl (pH 8,8), 2,5 мМ MgCl2, 0,1 мкг геномной ДНК, по 10 пМ каждого праймера, по 5 пкмоль каждого зонда, по 200 мкМ dATP, dGTP, dCTP, dTTP и 1 единицу активной Taq-полимеразы. После денатурации (5 мин при 95°С) выполняют 40 циклов амплификации по схеме: отжиг праймеров – 1 мин при t=54°С; денатурация – 15 сек при t=95°С. При проведении ПЦР в амплификаторе (CFX96) с флуоресцентной детекцией генотипирование осуществляют методом TagMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции). Для rs11568818 MMР-7 зонд с флуоресцентным красителем ROX соответствует аллелю А, зонд с красителем FAM – аллелю G (фиг.2).The analysis of rs11568818 MMP-7 polymorphism is carried out by PCR DNA synthesis on a CFX96 amplifier (Bio-Rad) using standard oligonucleotide primers and probes, followed by analysis of the polymorphism by allele discrimination. The reaction mixture of 25 ul includes: 67 mM Tris-HCl (pH 8,8), 2,5 mM MgCl 2, 0.1 ug genomic DNA, 10 pmol of each primer, 5 pmol of each probe, 200 uM dATP, dGTP, dCTP, dTTP and 1 unit of active Taq polymerase. After denaturation (5 min at 95 ° C), 40 amplification cycles are performed according to the scheme: primer annealing - 1 min at t = 54 ° C; denaturation - 15 sec at t = 95 ° С. When performing PCR in a thermocycler (CFX96) with fluorescence detection, genotyping is carried out using the TagMan method according to the OEF values (relative fluorescence units). For rs11568818 MMP-7, a probe with a fluorescent dye ROX corresponds to allele A, a probe with a FAM dye corresponds to allele G (Fig. 2).

Выделенную ДНК подвергают полимеразной цепной реакции с использованием стандартных олигонуклеотидных праймеров [Еlеvаtеd MMР-8 аnd dесrеаsеd myеlореrохidаsе соnсеntrаtiоns аssосiаtе signifiсаntly with thе risk fоr аthеrоsсlеrоsis disеаsе аnd аbdоminаl аоrtiс аnеurysm [Tехt] / Р. Рrаdhаn-Раlikhе, Р. Vikаtmаа, T. Lаjunеn [еt аl.] // Sсаnd. J. Immunоl. – 2010. – Vоl. 72, № 2. – Р. 150-157.].The isolated DNA is subjected to polymerase chain reaction using standard oligonucleotide primers [Elevated MMR-8 and desreased myelorerohidase sonsentrations assosiate signifisantly with the risk for atherosslerosis disease and abdominal aneurysm aortis [Teht] / Rradhan-Ralikhe R., R. Vikatmaa, T. Lajunen [ et al.] // Snd. J. Immunol. - 2010. - Vol. 72, No. 2. - R. 150-157.].

Изобретение характеризуется фиг. 1-3: The invention is characterized by FIG. 1-3:

Фиг. 1. Дискриминации аллелей методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 c детектирующей системой в режиме реального времени полиморфизма rs3025058 ММP-3, где - 5А/5А, - 6А/6А, - 5А/6А, ■ - отрицательный контроль.FIG. 1. Allele discrimination by the detection method of TaqMan probes according to the OEF values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time polymorphism detection system rs3025058 MMP-3, where - 5A / 5A, - 6A / 6A, - 5A / 6A , ■ - negative control.

Фиг. 2. Дискриминации аллелей методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 c детектирующей системой в режиме реального времени полиморфизма rs11568818 MMР-7, где - GG, - AA, - AG, ■ - отрицательный контроль.FIG. 2. Allele discrimination by the detection method of TaqMan probes according to the OEF values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time polymorphism detection system rs11568818 MMP-7, where - GG, - AA, - AG, ■ - negative control.

Фиг. 3. Диаграмма взаимодействий локусов матриксных металлопротеиназ в двухлокусной модели при формировании инсульта, полученная методом GMDR с коррекцией на коварианты, где столбики слева соответствуют группе больных, столбики справа соответствуют контрольной группе.FIG. 3. Diagram of interactions of the matrix metalloproteinase loci in the two-locus model during the formation of a stroke, obtained by the GMDR method with correction for covariants, where the bars on the left correspond to the patient group, the bars on the right correspond to the control group.

Генотипирование полиморфизмов rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7 осуществляют методом детекции TagMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 c детектирующей системой в режиме реального времени. Genotyping of rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7 polymorphisms is carried out by the TagMan detection method according to the OEF values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time detection system.

Анализ ассоциаций сочетаний генетических вариантов ММР с ишемическим инсультом проводят с помощью методов MDR (Multifactor Dimensionality Reduction) и его модификации GMDR (Generalized Multifactor Dimensionality Reduction) с использованием соответствующего программного обеспечения (MDR версии 3.0.2, http://www.epistasis.org/ mdr.html, и GMDR версии 0.9, http://www.ssg.uab.edu/gmdr/) (фиг. 3). В основе использованных методов лежит общий принцип выявления переменной, содержащей информацию о нескольких локусах, и формирование кластеров, содержащих комбинации генотипов высокого и низкого риска развития изучаемой патологии.The analysis of the associations of combinations of genetic variants of MMP with ischemic stroke is carried out using MDR methods (Multifactor Dimensionality Reduction) and its modification GMDR (Generalized Multifactor Dimensionality Reduction) using the appropriate software (MDR version 3.0.2, http://www.epistasis.org / mdr.html, and GMDR version 0.9, http://www.ssg.uab.edu/gmdr/) (Fig. 3). The methods used are based on the general principle of identifying a variable containing information about several loci and the formation of clusters containing combinations of high and low risk genotypes for the development of the studied pathology.

Возможность использования предложенного способа для оценки риска возникновения и развития ишемического инсульта подтверждает анализ результатов наблюдений 303 пациентов с инсультом и 527 индивидуумов контрольной группы. Общий объем исследуемой выборки составил 830 человек. Средний возраст пациентов с инсультом составил 59,58±8,21 лет, а средний возраст представителей контрольной группы – 58,81±7,74 лет. В группе больных с инсультом оказались 201 мужчина и 102 женщины, а в контрольной группе – 322 мужчины и 205 женщин. В исследуемые выборки включались индивидуумы русской национальности, являющиеся уроженцами Центрального Черноземья России и не имеющие родства между собой. Группа больных с инсультом и контрольная группа полностью сопоставимы по возрасту, полу, месту рождения и национальности.The possibility of using the proposed method for assessing the risk of the occurrence and development of ischemic stroke is confirmed by the analysis of the observation results of 303 stroke patients and 527 individuals in the control group. The total sample size was 830 people. The average age of stroke patients was 59.58 ± 8.21 years, and the average age of the control group was 58.81 ± 7.74 years. In the group of patients with stroke, 201 men and 102 women were found, and in the control group - 322 men and 205 women. The studied samples included individuals of Russian nationality who are natives of the Central Black Earth Region of Russia and have no kinship between themselves. The group of patients with stroke and the control group are completely comparable by age, gender, place of birth and nationality.

Все клинические и клинико-лабораторные исследования проводили на базе неврологического и кардиологического отделений Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа, с информированного согласия пациентов на использование материалов лечебно-диагностических мероприятий, проводимых за период госпитализации и после нее для научно-исследовательских целей. В работе использовалась анкета-опросник, включающая антропометрические, социально-демографические показатели, а также сведения о наличии у респондентов средовых факторов риска инсульта, таких как курение, злоупотребление алкоголем, низкий уровень физической активности, особенности питания, стрессовые ситуации [Полоников, А.В. и др., 2013]. Полученные материалы протоколировали по стандартам этического комитета Российской Федерации. All clinical and clinical and laboratory studies were performed on the basis of the neurological and cardiology departments of the Belgorod Regional Clinical Hospital of St. Joasaph, with the informed consent of the patients to use the materials of therapeutic and diagnostic measures carried out during the hospitalization period and after it for research purposes. The questionnaire was used in the work, including anthropometric, socio-demographic indicators, as well as information about the presence of environmental risk factors for stroke, such as smoking, alcohol abuse, low level of physical activity, eating habits, stressful situations [Polonikov, A.V. . et al., 2013]. The received materials were recorded according to the standards of the ethical committee of the Russian Federation.

Анализ ассоциаций сочетаний генетических вариантов с ишемическим инсультом проводили с помощью методов MDR (Multifactor Dimensionality Reduction) и его модификации GMDR (Generalized Multifactor Dimensionality Reduction) с использованием соответствующего программного обеспечения (MDR версии 3.0.2, http://www.epistasis.org/ mdr.html, и GMDR версии 0.9, http://www.ssg.uab.edu/gmdr/), с коррекцией на индекс массы тела, уровни холестерина, триглицеридов, липопротеидов низкой плотности, липопротеидов высокой плотности, курение, злоупотребление алкоголем, частые стрессовые ситуации. Для валидации полученных результатов проводили пермутационный тест – выполнено 1000 пермутаций при 10 кросс-валидациях, что обеспечивает рperm<0,001The analysis of associations of combinations of genetic variants with ischemic stroke was carried out using MDR (Multifactor Dimensionality Reduction) and its modification GMDR (Generalized Multifactor Dimensionality Reduction) using appropriate software (MDR version 3.0.2, http://www.epistasis.org/ mdr.html, and GMDR version 0.9, http://www.ssg.uab.edu/gmdr/), adjusted for body mass index, cholesterol, triglycerides, low density lipoproteins, high density lipoproteins, smoking, alcohol abuse, frequent stressful situations. To validate the results, a permutation test was carried out - 1000 permutations were performed at 10 cross-validations, which provides pperm <0.001

Установлены особенности «генетической конституции» больных с ишемическим инсультом на основе комбинаций генов матриксных металлопротеиназ. Выявлена комбинация, являющаяся значимым предиктором риска развития ишемического инсульта: сочетание генотипа 6А/6А rs3025058 MMР-3 с генотипом АА rs11568818 MMР-7 наблюдается у 12,21% пациентов с инсультом и у 7,59% индивидуумов контрольной группы (Х2=4,06, р=0,04). Таким образом, наличие данного сочетания является фактором риска развития ишемического инсульта (ОR=1,67, 95% СI 1,01-2,74) независимо от влияния средовых факторов ишемического инсульта. The features of the “genetic constitution” of patients with ischemic stroke based on combinations of matrix metalloproteinase genes have been established. A combination was identified that is a significant predictor of the risk of developing ischemic stroke: a combination of genotype 6A / 6A rs3025058 MMP-3 with genotype AA rs11568818 MMP-7 is observed in 12.21% of patients with stroke and in 7.59% of individuals in the control group (X2 = 4, 06, p = 0.04). Thus, the presence of this combination is a risk factor for the development of ischemic stroke (OR = 1.67, 95% CI 1.01-2.74) regardless of the influence of environmental factors of ischemic stroke.

В качестве примеров конкретного применения разработанного способа приведено обследование добровольцев русской национальности, являющихся жителями Центрального Черноземья и не являющихся родственниками между собой: проведено генетическое обследование по локусам rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7. As examples of the specific application of the developed method, a survey of volunteers of Russian nationality who are residents of the Central Chernozem region and are not related to each other is carried out: a genetic examination was conducted at the rs3025058 loci MMP-3 and rs11568818 MMP-7.

Пример 1. У пациента С. была взята венозная кровь, при генотипировании ДНК-маркеров было выявлено, что генотип мужчины по локусу rs3025058 MMР-3 – 6А/6А, генотип по локусу rs11568818 MMР-7 – АА. Сочетание генотипа 6А/6А (rs3025058 MMР-3) и генотипа АА (rs11568818 MMР-7) позволило отнести пациента в группу больных с высоким риском развития ишемического инсульта. Дальнейшее наблюдение и результаты ультразвукового дуплексного сканирования (УЗДС) выявили у пациента окклюзивное заболевание сонных артерий (нарушение мозгового кровоснабжения), что подтвердило высокий риск развития инсульта по ишемическому типу.Example 1. Venous blood was taken from patient S., genotyping of DNA markers revealed that the male genotype at the locus rs3025058 MMP-3 - 6A / 6A, the genotype at the locus rs11568818 MMP-7 - AA. The combination of genotype 6A / 6A (rs3025058 MMP-3) and genotype AA (rs11568818 MMP-7) allowed the patient to be assigned to the group of patients with a high risk of developing ischemic stroke. Further observation and the results of ultrasound duplex scanning (UZDS) revealed a patient's occlusive carotid artery disease (cerebrovascular accident), which confirmed the high risk of ischemic stroke.

Пример 2. У пациентки Н. произведен забор венозной крови, при генотипировании ДНК-маркеров выявлено, что ее генотип по локусу rs3025058 MMР-3 – 6А/6А, генотип по локусу rs11568818 MMР-7 – GG. По данным генотипирования пациентка Н. не включается в группу больных с высоким риском развития инсульта. При дальнейшем наблюдении не было зафиксировано нарушений мозгового кровообращения. Example 2. Patient N. received venous blood sampling, genotyping of DNA markers revealed that her genotype at the locus rs3025058 MMP-3 - 6A / 6A, the genotype at the locus rs11568818 MMP-7 - GG. According to genotyping, patient N. is not included in the group of patients with a high risk of stroke. With further observation, no cerebrovascular accident was recorded.

Пример 3. У пациента Ф. после забора венозной крови из локтевой вены и последующего генотипирования выявлен генотип 5А/5А по локусу rs3025058 MMР-3 и генотип АА по локусу rs11568818 MMР-7. По данным генотипирования пациент Ф. не включается в группу больных с высоким риском развития ишемического инсульта. Дальнейшее обследование показало, что мозговое кровообращение пациента Ф. соответствует норме. Example 3. In patient F., after venous blood sampling from the cubital vein and subsequent genotyping, genotype 5A / 5A at the rs3025058 locus MMP-3 and AA genotype at the rs11568818 MMP-7 locus were identified. According to genotyping, patient F. is not included in the group of patients with a high risk of developing ischemic stroke. Further examination showed that the cerebral circulation of patient F. is normal.

Применение данного способа позволит на доклиническом этапе формировать среди пациентов группы риска и своевременно реализовывать в этих группах необходимые лечебно-профилактические мероприятия по предупреждению развития ишемического инсульта.The use of this method will allow at the preclinical stage to form risk groups among patients and timely implement in these groups the necessary therapeutic and preventive measures to prevent the development of ischemic stroke.

Claims (1)


Способ прогнозирования риска развития ишемического инсульта с учетом генетических факторов индивидуумов русской национальности, являющихся жителями Центрального Черноземья, включающий выделение ДНК и анализ полиморфизма генов, отличающийся тем, что проводят анализ полиморфизмов генов матриксных металлопротеиназ rs3025058 MMР-3 и rs11568818 MMР-7 и прогнозируют высокий риск развития ишемического инсульта при выявлении сочетания генотипа 6А/6А по локусу rs3025058 MMР-3 с генотипом АА по локусу rs11568818 MMР-7.

A method for predicting the risk of developing ischemic stroke taking into account the genetic factors of individuals of Russian nationality who are residents of the Central Black Earth Region, including DNA isolation and analysis of gene polymorphism, characterized in that they analyze polymorphisms of the matrix metalloproteinases rs3025058 MMP-3 and rs11568818 MMP-7 and predict high risk the development of ischemic stroke when detecting a combination of genotype 6A / 6A at the rs3025058 locus MMP-3 with the AA genotype at the rs11568818 MMP-7 locus.
RU2017132198A 2017-09-14 2017-09-14 Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors RU2653450C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132198A RU2653450C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132198A RU2653450C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653450C1 true RU2653450C1 (en) 2018-05-08

Family

ID=62105707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132198A RU2653450C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653450C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796994C1 (en) * 2022-08-09 2023-05-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России) Method for predicting the occurrence of the first non-cardioembolic ischemic stroke in the next 6-12 months

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Богадельников И. В. и др. Дифференциальная диагностика острого нарушения мозгового кровообращения и вирусного энцефалита //Здоровье ребенка. - 2012. - n. 4 (39). *
Ковалева Е. В. и др. Новый диагностический маркер ишемического инсульта //Фундаментальные исследования. - 2015. - n. 7-4. - С. 679-681. *
Ковалева Е. В. и др. Новый диагностический маркер ишемического инсульта //Фундаментальные исследования. - 2015. - n. 7-4. - С. 679-681. Богадельников И. В. и др. Дифференциальная диагностика острого нарушения мозгового кровообращения и вирусного энцефалита //Здоровье ребенка. - 2012. - n. 4 (39). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796994C1 (en) * 2022-08-09 2023-05-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России) Method for predicting the occurrence of the first non-cardioembolic ischemic stroke in the next 6-12 months
RU2828985C1 (en) * 2024-06-03 2024-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации METHOD FOR PREDICTION OF RISK OF ISCHEMIC STROKE IN WOMEN OF CENTRAL RUSSIA ON BASIS OF GENOTYPING OF POLYMORPHISM rs8140505 (A>G) OF GGT5 GENE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2021019605A (en) Non-invasive diagnosis of graft rejection in organ transplant patients
Elmore et al. Identification of a genetic variant associated with abdominal aortic aneurysms on chromosome 3p12. 3 by genome wide association
CN107254531B (en) Genetic biomarker for auxiliary diagnosis of early colorectal cancer and application thereof
Gaitsch et al. Cell-free DNA-based liquid biopsies in neurology
RU2578425C2 (en) Method for prediction of risk of preeclampsia
RU2624480C1 (en) Method for prediction of risk of essential hypertension development based on matrix metal proteinase genes combinations
RU2653450C1 (en) Method for predicting the risk of developing an ischemic stroke, taking into account genetic factors
RU2664430C1 (en) Method for predicting the risk of stroke in men based on genetic testing
JP5427352B2 (en) A method for determining the risk of developing obesity based on genetic polymorphisms associated with human body fat mass
RU2661604C1 (en) Method for predicting the risk of developing essential hypertension
Indrajaya The role of ACE gene polymorphism on pathogenesis of ischemic stroke.
RU2664428C1 (en) Method for predicting risk of developing essential hypertension in women based on genetic factors
RU2642939C1 (en) Method for prediction of risk of preeclampsia
RU2646448C1 (en) Method for prediction of risk of preeclampsia development based on matrix metal proteinase genes combinations
ES2340459A1 (en) Method to diagnose or determine the genetic predisposition to develop hypertrophic myocardiathy (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
TWI351436B (en) Method for detecting a risk of the development of
Meyyazhagan et al. Genetic and cytogenetic screening of autistic spectrum disorder: Genotype-phenotype profiles
RU2685859C1 (en) Method for prediction of risk of developing ischemic stroke
RU2679401C1 (en) Method for predicting the risk of developing hypertensive disorder based on molecular and genetic data
Gioli-Pereira et al. PCR screening for 22q11. 2 microdeletion: development of a new cost-effective diagnostic tool
JP5725451B2 (en) Genetic risk detection method for chronic kidney disease
RU2507519C1 (en) Method for prediction of clinical course of acute pancreatitis
RU2809798C1 (en) Method of predicting risk of developing breast cancer in women using molecular genetic data
RU2809911C1 (en) Method of predicting risk of developing hypertension based on data on intergenic interactions
RU2565407C1 (en) Method for predicting risk of stage iii hypertensive disease