RU2816024C1 - Method for prediction of risk of knee osteoarthrosis in males - Google Patents
Method for prediction of risk of knee osteoarthrosis in males Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816024C1 RU2816024C1 RU2023106636A RU2023106636A RU2816024C1 RU 2816024 C1 RU2816024 C1 RU 2816024C1 RU 2023106636 A RU2023106636 A RU 2023106636A RU 2023106636 A RU2023106636 A RU 2023106636A RU 2816024 C1 RU2816024 C1 RU 2816024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gene
- tgfa
- risk
- gdf5
- knee
- Prior art date
Links
- 201000008482 osteoarthritis Diseases 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 title abstract description 16
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims abstract description 23
- 101001023988 Homo sapiens Growth/differentiation factor 5 Proteins 0.000 claims abstract description 16
- 101000655540 Homo sapiens Protransforming growth factor alpha Proteins 0.000 claims abstract description 16
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 101000956612 Homo sapiens Lysophospholipase-like protein 1 Proteins 0.000 claims abstract 4
- 208000003947 Knee Osteoarthritis Diseases 0.000 claims description 19
- 102100035379 Growth/differentiation factor 5 Human genes 0.000 claims description 16
- 102100032350 Protransforming growth factor alpha Human genes 0.000 claims description 14
- 101150109894 TGFA gene Proteins 0.000 claims description 11
- 101150048238 GDF5 gene Proteins 0.000 claims description 10
- 101100175315 Homo sapiens GDF5 gene Proteins 0.000 claims description 10
- 101150020542 LYPLAL1 gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 102100038490 Lysophospholipase-like protein 1 Human genes 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 17
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 16
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 11
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 10
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 9
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 8
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 6
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 4
- 208000007353 Hip Osteoarthritis Diseases 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 3
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 3
- 102200098863 rs5743708 Human genes 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000034826 Genetic Predisposition to Disease Diseases 0.000 description 2
- 108010090254 Growth Differentiation Factor 5 Proteins 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 102100024193 Mitogen-activated protein kinase 1 Human genes 0.000 description 2
- 241000219061 Rheum Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 102000002689 Toll-like receptor Human genes 0.000 description 2
- 108020000411 Toll-like receptor Proteins 0.000 description 2
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 description 2
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 206010003246 arthritis Diseases 0.000 description 2
- 238000011882 arthroplasty Methods 0.000 description 2
- 210000001188 articular cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008355 cartilage degradation Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 2
- 238000010197 meta-analysis Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 2
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 108050000156 vitamin D receptors Proteins 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NMWKYTGJWUAZPZ-WWHBDHEGSA-N (4S)-4-[[(4R,7S,10S,16S,19S,25S,28S,31R)-31-[[(2S)-2-[[(1R,6R,9S,12S,18S,21S,24S,27S,30S,33S,36S,39S,42R,47R,53S,56S,59S,62S,65S,68S,71S,76S,79S,85S)-47-[[(2S)-2-[[(2S)-4-amino-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[[(2S)-2-amino-3-methylbutanoyl]amino]-3-methylbutanoyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-3-(1H-imidazol-4-yl)propanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-oxobutanoyl]amino]-3-carboxypropanoyl]amino]-18-(4-aminobutyl)-27,68-bis(3-amino-3-oxopropyl)-36,71,76-tribenzyl-39-(3-carbamimidamidopropyl)-24-(2-carboxyethyl)-21,56-bis(carboxymethyl)-65,85-bis[(1R)-1-hydroxyethyl]-59-(hydroxymethyl)-62,79-bis(1H-imidazol-4-ylmethyl)-9-methyl-33-(2-methylpropyl)-8,11,17,20,23,26,29,32,35,38,41,48,54,57,60,63,66,69,72,74,77,80,83,86-tetracosaoxo-30-propan-2-yl-3,4,44,45-tetrathia-7,10,16,19,22,25,28,31,34,37,40,49,55,58,61,64,67,70,73,75,78,81,84,87-tetracosazatetracyclo[40.31.14.012,16.049,53]heptaoctacontane-6-carbonyl]amino]-3-methylbutanoyl]amino]-7-(3-carbamimidamidopropyl)-25-(hydroxymethyl)-19-[(4-hydroxyphenyl)methyl]-28-(1H-imidazol-4-ylmethyl)-10-methyl-6,9,12,15,18,21,24,27,30-nonaoxo-16-propan-2-yl-1,2-dithia-5,8,11,14,17,20,23,26,29-nonazacyclodotriacontane-4-carbonyl]amino]-5-[[(2S)-1-[[(2S)-1-[[(2S)-3-carboxy-1-[[(2S)-1-[[(2S)-1-[[(1S)-1-carboxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-1-oxopropan-2-yl]amino]-1-oxopropan-2-yl]amino]-3-(1H-imidazol-4-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-5-oxopentanoic acid Chemical compound CC(C)C[C@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](Cc1c[nH]cn1)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@@H]1CSSC[C@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H]2CSSC[C@@H]3NC(=O)[C@H](Cc4ccccc4)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](Cc4c[nH]cn4)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@@H]4CCCN4C(=O)[C@H](CSSC[C@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](Cc4c[nH]cn4)NC(=O)[C@H](Cc4ccccc4)NC3=O)[C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](Cc3ccccc3)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N3CCC[C@H]3C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N2)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](Cc2ccccc2)NC(=O)[C@H](Cc2c[nH]cn2)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)C(C)C)C(C)C)[C@@H](C)O)C(C)C)C(=O)N[C@@H](Cc2c[nH]cn2)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](Cc2ccc(O)cc2)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N1)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O NMWKYTGJWUAZPZ-WWHBDHEGSA-N 0.000 description 1
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710098191 C-4 methylsterol oxidase ERG25 Proteins 0.000 description 1
- 102100033825 Collagen alpha-1(XI) chain Human genes 0.000 description 1
- 208000009248 Congenital Hip Dislocation Diseases 0.000 description 1
- 206010010356 Congenital anomaly Diseases 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 1
- 102000001301 EGF receptor Human genes 0.000 description 1
- 108060006698 EGF receptor Proteins 0.000 description 1
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 1
- 101710204282 Growth/differentiation factor 5 Proteins 0.000 description 1
- 206010019663 Hepatic failure Diseases 0.000 description 1
- 101000710623 Homo sapiens Collagen alpha-1(XI) chain Proteins 0.000 description 1
- 101000668058 Infectious salmon anemia virus (isolate Atlantic salmon/Norway/810/9/99) RNA-directed RNA polymerase catalytic subunit Proteins 0.000 description 1
- 102000003815 Interleukin-11 Human genes 0.000 description 1
- 108090000177 Interleukin-11 Proteins 0.000 description 1
- 206010060820 Joint injury Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001647 Renal Insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000025747 Rheumatic disease Diseases 0.000 description 1
- 102000013380 Smoothened Receptor Human genes 0.000 description 1
- 101710090597 Smoothened homolog Proteins 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 101800004564 Transforming growth factor alpha Proteins 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000001195 anabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000019552 anatomical structure morphogenesis Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 208000037849 arterial hypertension Diseases 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000022159 cartilage development Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000011712 cell development Effects 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- YTRQFSDWAXHJCC-UHFFFAOYSA-N chloroform;phenol Chemical compound ClC(Cl)Cl.OC1=CC=CC=C1 YTRQFSDWAXHJCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009816 chondrogenic differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 208000018631 connective tissue disease Diseases 0.000 description 1
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 210000000750 endocrine system Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001973 epigenetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 208000027866 inflammatory disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 201000006370 kidney failure Diseases 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 208000007903 liver failure Diseases 0.000 description 1
- 231100000835 liver failure Toxicity 0.000 description 1
- 238000007477 logistic regression Methods 0.000 description 1
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036244 malformation Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001002 morphogenetic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002751 oligonucleotide probe Substances 0.000 description 1
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 1
- 238000001558 permutation test Methods 0.000 description 1
- 238000002205 phenol-chloroform extraction Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 201000011461 pre-eclampsia Diseases 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 210000005065 subchondral bone plate Anatomy 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001258 synovial membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000008736 traumatic injury Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 102000009310 vitamin D receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицинской диагностики и предназначено для прогнозирования риска развития остеоартроза коленного сустава у мужчин русской национальности, родившихся и проживающих в Центральном Черноземье России. The invention relates to the field of medical diagnostics and is intended to predict the risk of developing osteoarthritis of the knee joint in men of Russian nationality, born and living in the Central Black Earth Region of Russia.
К нозологической единице остеоартроз (ОА) коленного сустава (гонартроз) относят комплекс дегенеративно-дистрофических, иногда воспалительных изменений в тканях, образующих коленный сустав (хрящ, мениски, субхондральная кость, синовиальная оболочка, связки, фиброзная капсула), а также во внесуставных тканях, неотрывно связанных с функцией коленного сустава и располагающихся вблизи него (сухожилия, мышцы) [Madry H., Kon E., Condello V. et al. Early osteoarthritis of the knee. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2016;24(6):1753-1762]. Согласно литературным данным распространённость ОА отличается в разных популяциях мира. В европейских странах частота ОА варьирует в диапазоне от 1,5 до 29,1% [Алексеева Л.И., Таскина Е.А., Кашеварова Н.Г. Остеоартрит: эпидемиология, классификация, факторы риска и прогрессирования, клиника, диагностика, лечение. Современная ревматология. 2019;13(2):9-21; Wallace I.J., Worthington S., Felson D.T. et al. Knee osteoarthritis has doubled in prevalence since the mid-20th century. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017;114(35):9332-9336], более высокие показатели распространённости данного заболевания наблюдаются в странах Азии – до 44% [Zhang Y., Xu L., Nevitt M.C. et al. Comparison of the prevalence of knee osteoarthritis between the elderly Chinese population in Beijing and whites in the United States: The Beijing Osteoarthritis Study. Arthritis Rheum. 2011;44(9):2065-2071]. По данным официальной статистики в России ОА коленных и (или) тазобедренных суставов страдает 13% населения старше 18 лет [Галушко Е.А., Насонов Е.Л. Распространённость ревматических заболеваний в России. Альманах клинической медицины. 2018;46(1):32-39]. Известно также, что частота гонартроза значительно возрастает в старших возрастных группах и выше у лиц женского пола [Comas M., Sala M., Romаn R. et al. Impact of the distinct diagnostic criteria used in population-based studies on estimation of the prevalence of knee osteoarthritis. Gac. Sanit. 2010;24(1):28-32. DOI:10.1016/j.gaceta.2009.06.002]. При этом стоит отметить, что частота ревизионных операций после артропластики коленного сустава у мужчин значительно выше [Santaguida P.L., Hawker G.A., Hudak P.L. et al. Patient characteristics affecting the prognosis of total hip and knee joint arthroplasty: a systematic review. Can. J. Surg. 2008;51(6):428-36]. Необходимо принимать во внимание, что ОА коленного сустава развивается и поражает трудоспособное население, приводит к преждевременной инвалидизации [Матвеев Р.П., Брагина С.В. Остеоартроз коленного сустава: проблемы и социальная значимость. Экология человека. 2012;9:53-62]. The nosological unit osteoarthritis (OA) of the knee joint (gonarthrosis) includes a complex of degenerative-dystrophic, sometimes inflammatory changes in the tissues forming the knee joint (cartilage, menisci, subchondral bone, synovial membrane, ligaments, fibrous capsule), as well as in extra-articular tissues, inextricably linked to the function of the knee joint and located near it (tendons, muscles) [Madry H., Kon E., Condello V. et al. Early osteoarthritis of the knee. Knee Surg. Sports traumatol. Arthrosc. 2016;24(6):1753-1762]. According to the literature, the prevalence of OA differs in different populations of the world. In European countries, the frequency of OA varies from 1.5 to 29.1% [Alekseeva L.I., Taskina E.A., Kashevarova N.G. Osteoarthritis: epidemiology, classification, risk factors and progression, clinical picture, diagnosis, treatment. Modern rheumatology. 2019;13(2):9-21; Wallace I.J., Worthington S., Felson D.T. et al. Knee osteoarthritis has doubled in prevalence since the mid-20th century. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017;114(35):9332-9336], higher prevalence rates of this disease are observed in Asian countries - up to 44% [Zhang Y., Xu L., Nevitt M.C. et al. Comparison of the prevalence of knee osteoarthritis between the elderly Chinese population in Beijing and whites in the United States: The Beijing Osteoarthritis Study. Arthritis Rheum. 2011;44(9):2065-2071]. According to official statistics in Russia, OA of the knee and (or) hip joints affects 13% of the population over 18 years of age [Galushko E.A., Nasonov E.L. Prevalence of rheumatic diseases in Russia. Almanac of Clinical Medicine. 2018;46(1):32-39]. It is also known that the incidence of gonarthrosis increases significantly in older age groups and is higher in females [Comas M., Sala M., Roman R. et al. Impact of the distinct diagnostic criteria used in population-based studies on estimation of the prevalence of knee osteoarthritis. Gac. Sanit. 2010;24(1):28-32. DOI:10.1016/j.gaceta.2009.06.002]. It is worth noting that the frequency of revision surgeries after knee arthroplasty in men is significantly higher [Santaguida P.L., Hawker G.A., Hudak P.L. et al. Patient characteristics affecting the prognosis of total hip and knee joint arthroplasty: a systematic review. Can. J. Surg. 2008;51(6):428-36]. It is necessary to take into account that OA of the knee joint develops and affects the working population, leading to premature disability [Matveev R.P., Bragina S.V. Osteoarthritis of the knee joint: problems and social significance. Human ecology. 2012;9:53-62].
Остеоартроз, как и ряд других заболеваний человека считается многофакторным, возникающим в результате взаимодействия ряда средовых, эпигенетических и генетических факторов риска [Zengini E., Finan C., Wilkinson J.M. The Genetic Epidemiological Landscape of Hip and Knee Osteoarthritis: Where Are We Now and Where Are We Going? J. Rheumatol. 2016;43(2):260-266]. Согласно литературным данным доля генетической компоненты при развитии ОА может варьирует от 40 до 65% [Evangelou E., Kerkhof H.J., Styrkarsdottir U. et al. A meta-analysis of genome-wide association studies identifies novel variants associated with osteoarthritis of the hip. Ann. Rheum. Dis. 2014;73(12):2130-2136]. Результаты полногеномных ассоциативных исследований (GWAS) выявили ряд генов-кандидатов, ассоциированных с ОА, включая гены GDF5, TGFA и LYPLALI.Osteoarthritis, like a number of other human diseases, is considered multifactorial, resulting from the interaction of a number of environmental, epigenetic and genetic risk factors [Zengini E., Finan C., Wilkinson J.M. The Genetic Epidemiological Landscape of Hip and Knee Osteoarthritis: Where Are We Now and Where Are We Going? J. Rheumatol. 2016;43(2):260-266]. According to the literature, the share of the genetic component in the development of OA can vary from 40 to 65% [Evangelou E., Kerkhof H.J., Styrkarsdottir U. et al. A meta-analysis of genome-wide association studies identifies novel variants associated with osteoarthritis of the hip. Ann. Rheum. Dis. 2014;73(12):2130-2136]. Results from genome-wide association studies (GWAS) have identified a number of candidate genes associated with OA, including the GDF5, TGFA and LYPLALI genes.
Ген TGFA кодирует фактор роста, являющегося лигандом для рецептора эпидермального фактора роста, который активирует сигнальный путь для пролиферации, дифференцировки и развития клеток. Известно, что TGFA подавляет анаболические и способствует катаболическим процессам в суставном хряще. TGFA является мощным стимулятором деградации хряща за счёт активации сигнальных путей Rho/ROCK и MEK/ERK [Appleton C.T., Usmani S.E., Mort J.S. et al. Rho/ROCK and MEK/ERK activation by transforming growth factor-alpha induces articular cartilage degradation. Lab Invest. 2010;90(1):20-30]. Известна связь полиморфного маркера rs3771501 гена TGFA с ОА на GWAS уровне (p≤5x10-08). В двух GWAS исследованиях выявлены ассоциации аллельного варианта А rs3771501 гена TGFA с ОА в европейской популяции (OR=1,05) [Tachmazidou I., Hatzikotoulas K. et al. Identification of new therapeutic targets for osteoarthritis through genome-wide analyses of UK Biobank data. Nat. Genet. 2019;51(2):230-236] и на смешанных выборках европейцев, азиатов, американцев европейского происхождения (OR=1,04) [Boer C.G., Hatzikotoulas K., Southam L. et al. Deciphering osteoarthritis genetics across 826,690 individuals from 9 populations. Cell. 2021;184(18):4784-4818.e17], при этом данный аллель определяет рисковую роль в развитии заболевания. В исследовании E. Zengini et al. в 2018 году в европейской популяции установлена ассоциация противоположного аллеля G c ОА (OR=0,94) [Zengini E., Hatzikotoulas K., Tachmazidou I. et al. Genome-wide analyses using UK Biobank data provide insights into the genetic architecture of osteoarthritis. Nat Genet. 2018;50(4):549-558]. The TGFA gene encodes a growth factor that is a ligand for the epidermal growth factor receptor, which activates a signaling pathway for cell proliferation, differentiation and development. TGFA is known to inhibit anabolic and promote catabolic processes in articular cartilage. TGFA is a potent stimulator of cartilage degradation through activation of the Rho/ROCK and MEK/ERK signaling pathways [Appleton CT, Usmani SE, Mort JS et al. Rho/ROCK and MEK/ERK activation by transforming growth factor-alpha induces articular cartilage degradation. Lab Invest. 2010;90(1):20-30]. There is a known association between the rs3771501 polymorphic marker of the TGFA gene and OA at the GWAS level (p≤5x10 -08 ). Two GWAS studies revealed associations of allelic variant A of rs3771501 of the TGFA gene with OA in the European population (OR=1.05) [Tachmazidou I., Hatzikotoulas K. et al. Identification of new therapeutic targets for osteoarthritis through genome-wide analyzes of UK Biobank data. Nat. Genet. 2019;51(2):230-236] and in mixed samples of Europeans, Asians, European Americans (OR=1.04) [Boer CG, Hatzikotoulas K., Southam L. et al. Deciphering osteoarthritis genetics across 826,690 individuals from 9 populations. Cell. 2021;184(18):4784-4818.e17], while this allele determines a risk role in the development of the disease. In a study by E. Zengini et al. in 2018, an association of the opposite allele G with OA was established in the European population (OR=0.94) [Zengini E., Hatzikotoulas K., Tachmazidou I. et al. Genome-wide analyzes using UK Biobank data provide insights into the genetic architecture of osteoarthritis. Nat Genet. 2018;50(4):549-558].
Ген GDF5 кодирует фактор дифференциации роста 5 или морфогенетический белок-1 хрящевого происхождения, является членом суперсемейства трансформирующего фактора роста-β (TGF-β), играет важную роль в морфогенезе сухожилий, связок и костей [Dai J., Shi D., Zhu P. et al. Association of a single nucleotide polymorphism in growth differentiate factor 5 with congenital dysplasia of the hip: a case-control study. Arthritis Res. Ther. 2008;10(5):R126]. GDF5 может способствовать конденсации мезенхимальных клеток, что является начальной стадией развития хрящевого элемента. GDF5 приводит к усилению хондрогенной дифференцировки мезенхимальных клеток [Coleman C.M., Tuan R.S. Functional role of growth/differentiation factor 5 in chondrogenesis of limb mesenchymal cells. Mech Dev. 2003;120:823-836]. Наиболее изучен полиморфный маркер rs143384 гена GDF5, аллельный вариант А которого, согласно каталогу GWAS (на момент обращения – декабрь 2022 года) имеет рисковое значение в развитии заболевания, как выборках из европеоидов, так и в трансэтнических выборках.The GDF5 gene encodes growth differentiation factor 5 or morphogenetic protein-1 of cartilage origin, is a member of the transforming growth factor-β (TGF-β) superfamily, plays an important role in the morphogenesis of tendons, ligaments and bones [Dai J., Shi D., Zhu P et al. Association of a single nucleotide polymorphism in growth differentiation factor 5 with congenital dysplasia of the hip: a case-control study. Arthritis Res. Ther. 2008;10(5):R126]. GDF5 may promote condensation of mesenchymal cells, which is the initial stage of cartilage element development. GDF5 leads to increased chondrogenic differentiation of mesenchymal cells [Coleman C.M., Tuan R.S. Functional role of growth/differentiation factor 5 in chondrogenesis of limb mesenchymal cells. Mech Dev. 2003;120:823-836]. The most studied polymorphic marker rs143384 of the GDF5 gene, allelic variant A of which, according to the GWAS catalog (at the time of access - December 2022), has a risk factor in the development of the disease, both in samples from Caucasians and in transethnic samples.
Согласно каталогу GWAS (на момент обращения – декабрь 2022 года) полиморфизм гена LYPLAL1 также показал значимые ассоциации с ОА. Известно, что аллельный вариант С rs2820436 гена LYPLAL1 определяет протективную направленность в развитии ОА (OR=0,93, р=2,01x10-09) [Zengini E., Hatzikotoulas K., Tachmazidou I. et al. Genome-wide analyses using UK Biobank data provide insights into the genetic architecture of osteoarthritis. Nat Genet. 2018;50(4):549-558]. В GWAS исследовании U. Styrkarsdottir et al. (2018) также показано, что аллель С полиморфного маркера rs2820436 гена LYPLAL1 связан как с развитием коксартроза у европейцев (OR=0,93, р=9,4x10-09), так и гонартрозом (OR=0,96, р=1,1x10-05) [Styrkarsdottir U., Lund S.H., Thorleifsson G., Zink F. et al. Meta-analysis of Icelandic and UK data sets identifies missense variants in SMO, IL11, COL11A1 and 13 more new loci associated with osteoarthritis. Nat. Genet. 2018;50(12):1681-1687].According to the GWAS catalog (at the time of access - December 2022), the polymorphism of the LYPLAL1 gene also showed significant associations with OA. It is known that the allelic variant C of rs2820436 of the LYPLAL1 gene determines the protective direction in the development of OA (OR=0.93, p=2.01x10 -09 ) [Zengini E., Hatzikotoulas K., Tachmazidou I. et al. Genome-wide analyzes using UK Biobank data provide insights into the genetic architecture of osteoarthritis. Nat Genet. 2018;50(4):549-558]. In a GWAS study by U. Styrkarsdottir et al. (2018) also showed that allele C of the rs2820436 polymorphic marker of the LYPLAL1 gene is associated with both the development of coxarthrosis in Europeans (OR=0.93, p=9.4x10 -09 ) and gonarthrosis (OR=0.96, p=1 ,1x10 -05 ) [Styrkarsdottir U., Lund SH, Thorleifsson G., Zink F. et al. Meta-analysis of Icelandic and UK data sets identifies missense variants in SMO, IL11, COL11A1 and 13 more new loci associated with osteoarthritis. Nat. Genet. 2018;50(12):1681-1687].
Следует отметить, что в Российской Федерации исследования вовлеченности генов GDF5, TGFA и LYPLALI в формирование предрасположенности к ОА коленного сустава у лиц мужского пола единичны и фрагментарны, а данные о роли генетических вариантов rs143384 гена GDF5, rs3771501 гена TGFA и rs2820436 гена LYPLALI в развитии гонартроза у мужчин отсутствуют. It should be noted that in the Russian Federation, studies of the involvement of the GDF5, TGFA and LYPLALI genes in the formation of a predisposition to knee OA in males are sporadic and fragmentary, and data on the role of genetic variants rs143384 of the GDF5 gene, rs3771501 of the TGFA gene and rs2820436 of the LYPLALI gene in the development of gonarthrosis men do not have them.
В изученной патентной и научно-медицинской литературе авторами не было обнаружено способа прогнозирования риска развития остеоартроза коленного сустава у мужчин на основе данных о межлокусных взаимодействиях и на основе данных о комбинации генотипов генов GDF5, TGFA и LYPLALI.In the studied patent and scientific-medical literature, the authors did not find a method for predicting the risk of developing knee osteoarthritis in men based on data on interlocus interactions and on the basis of data on the combination of genotypes of the GDF5, TGFA and LYPLALI genes.
Известен патент RU №2249210 (опубл. 27.03.2015), в котором описан способ прогнозирования предрасположенности к развитию и тяжести течения деформирующего остеоартроза коленного сустава у взрослых, сущность которого состоит в том, что при выявлении генотипа, гомозиготного по функционально неполноценному аллелю t, гена рецептора 1,25 дигидроксивитамина D3 (VDR), с использованием полимеразной цепной реакции с последующим секвенирующим электрофорезом в нативном полиакриламидном геле, прогнозируют предрасположенность к развитию деформирующего ОА коленного сустава у взрослых, а также прогнозируют тяжесть течения заболевания с использованием коэффициента соотношения шансов, показывающего, во сколько раз выше вероятность возникновения тяжелого дегенеративно-дистрофического поражения коленного сустава у пациентов с неблагоприятным течением. Недостатками данного способа является его использование для прогнозирования предрасположенности к развитию и тяжести течения только деформирующего ОА коленного сустава, не учитывается половая специфичность, для оценки риска развития заболевания используется один полиморфизм.There is a known patent RU No. 2249210 (published on March 27, 2015), which describes a method for predicting the predisposition to the development and severity of deforming osteoarthritis of the knee joint in adults, the essence of which is that when identifying a genotype homozygous for the functionally inferior allele t, the gene 1,25 dihydroxyvitamin D3 receptor (VDR), using polymerase chain reaction followed by sequencing electrophoresis in native polyacrylamide gel, predict the susceptibility to the development of deforming OA of the knee joint in adults, and also predict the severity of the disease using the odds ratio showing how many times higher is the probability of severe degenerative-dystrophic lesions of the knee joint in patients with an unfavorable course. The disadvantages of this method are its use to predict the predisposition to the development and severity of only deforming OA of the knee joint; gender specificity is not taken into account; one polymorphism is used to assess the risk of developing the disease.
Известен патент RU № 2770004 (опубл. 14.04.2022), в котором описан Способ прогнозирования предрасположенности к посттравматическому гонартрозу, который относится к биотехнологии, в частности к диагностике генетической предрасположенности к развитию остеоартроза коленного сустава после травматического повреждения, и может быть использован в спортивной, предиктивной и персонализированной медицине, а также в целях коррекции образа жизни пациентов в валеологической практике. При генотипировании определяют полиморфизм rs5743708, G2258A (Arg753Gln) гена TLR 2 (Toll-подобного рецептора) и в полиморфных локусах выявляют аллель A и генотипы АА и AG и при их наличии диагностируют высокую генетическую предрасположенность к развитию посттравматического гонартроза. Недостатками данного способа является: 1) Возможность его использования только для определения предрасположенности к развитию посттравматического ОА коленного сустава; 2) При оценке риска развития ОА включают данные только об одном полиморфном локусе; 3) Не учитывается половая специфичность. There is a known patent RU No. 2770004 (published on April 14, 2022), which describes a method for predicting predisposition to post-traumatic gonarthrosis, which relates to biotechnology, in particular to the diagnosis of genetic predisposition to the development of osteoarthritis of the knee joint after traumatic injury, and can be used in sports, predictive and personalized medicine, as well as for the purpose of correcting the lifestyle of patients in valeological practice. When genotyping, the polymorphism rs5743708, G2258A (Arg753Gln) of the TLR 2 (Toll-like receptor) gene is determined and allele A and genotypes AA and AG are identified in polymorphic loci and, if present, a high genetic predisposition to the development of post-traumatic gonarthrosis is diagnosed. The disadvantages of this method are: 1) The possibility of its use only to determine the predisposition to the development of post-traumatic OA of the knee joint; 2) When assessing the risk of developing OA, data on only one polymorphic locus is included; 3) Gender specificity is not taken into account.
Задачей настоящего исследования является расширение арсенала способов прогнозирования риска развития остеоартроза коленного сустава у мужчин на основе данных о межлокусном взаимодействии полиморфных вариантов.The objective of this study is to expand the arsenal of methods for predicting the risk of developing knee osteoarthritis in men based on data on the interlocus interaction of polymorphic variants.
Технический результат использования изобретения – получение критериев оценки риска развития остеоартроза коленного сустава у мужчин русской национальности, уроженцев Центрального Черноземья России, на основе данных о межлокусном взаимодействии полиморфных вариантов rs143384 гена GDF5, rs3771501 гена TGFA и rs2820436 гена LYPLALI включающий:The technical result of using the invention is to obtain criteria for assessing the risk of developing osteoarthritis of the knee joint in men of Russian nationality, natives of the Central Black Earth Region of Russia, based on data on the interlocus interaction of polymorphic variants rs143384 of the GDF5 gene, rs3771501 of the TGFA gene and rs2820436 of the LYPLALI gene, including:
- выделение ДНК из периферической венозной крови; - DNA extraction from peripheral venous blood;
- анализ полиморфизмов rs143384 гена GDF5, rs3771501 гена TGFA, rs2820436 гена LYPLALI; - analysis of polymorphisms rs143384 of the GDF5 gene, rs3771501 of the TGFA gene, rs2820436 of the LYPLALI gene;
- прогнозирование высокого риска развития остеоартроза коленного сустава у мужчин при выявлении комбинации генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI. - prediction of a high risk of developing osteoarthritis of the knee joint in men when identifying the combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI.
Новизна и изобретательский уровень заключаются в том, что из уровня техники не известна возможность прогноза риска развития ОА коленного сустава у мужчин на основе данных о комбинации генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI. The novelty and inventive step lie in the fact that the prior art does not know the possibility of predicting the risk of developing knee OA in men based on data on the combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI.
Способ осуществляют следующим образом: The method is carried out as follows:
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 320мМ 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 минут. 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 (10мг/мл) и инкубируют образец при 37ºС в течение 16 часов. Isolation of genomic DNA from peripheral blood is carried out using the phenol-chloroform extraction method (Mathew, 1984) in two stages. At the first stage, 25 ml of lysis buffer containing 320 mM sucrose, 1% Triton X-100, 5 mM MgCl2, 10 mM Tris-HCl (pH = 7.6) is added to 4 ml of EDTA blood. The resulting mixture is stirred and centrifuged at 4ºC, 4000 rpm. within 20 minutes. After centrifugation, the supernatant is poured off, 4 ml of a solution containing 25 mM EDTA (pH = 8.0) and 75 mM NaCl is added to the sediment and resuspended. Then add 0.4 ml of 10% SDS, 35 µl of proteinase K (10 mg/ml) and incubate the sample at 37ºC 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 минут. 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 -20°С. At the second stage, DNA is sequentially extracted from the resulting lysate with equal volumes of phenol, phenol-chloroform (1:1) and chloroform with centrifugation at 4000 rpm. within 10 minutes. After each centrifugation, the aqueous phase is collected. DNA is precipitated from solution with two volumes of chilled 96% ethanol. After lyophilization, the resulting DNA is dissolved in bidistilled, deionized water and stored at -20°C.
Анализ полиморфных локусов rs143384 гена GDF5, rs3771501 гена TGFA и rs2820436 гена LYPLALI осуществляют методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) на термоциклере CFX-96 Real-Time System (Bio-Rad) с использованием стандартных олигонуклеотидных праймеров и зондов (синтезированы в ООО «Тест -Ген» (Ульяновск)). Analysis of polymorphic loci rs143384 of the GDF5 gene, rs3771501 of the TGFA gene and rs2820436 of the LYPLALI gene is carried out by polymerase chain reaction (PCR) on a CFX-96 Real-Time System thermal cycler (Bio-Rad) using standard oligonucleotide primers and probes (synthesized at Test - Gen" (Ulyanovsk)).
Амплификация геномной ДНК производят в реакционной смеси, суммарным объемом 10 мкл, включающей смесь для ПЦР - 4 мкл, Taq-полимеразу - 2 мкл, исследуемый образец (-30 нг ДНК/мкл) - 1 мкл, деионизированная вода - 3 мкл. Amplification of genomic DNA is carried out in a reaction mixture with a total volume of 10 μl, including a mixture for PCR - 4 μl, Taq polymerase - 2 μl, test sample (-30 ng DNA/μl) - 1 μl, deionized water - 3 μl.
Генотипирование исследуемых образцов осуществляли с использованием программного обеспечения «CFX-Manager™» методом дискриминации аллелей по величинам относительных единиц флуоресценции (ОЕФ) (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).Genotyping of the studied samples was carried out using the CFX-Manager™ software using the method of allele discrimination based on the values of relative fluorescence units (RFU) (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).
Изобретение характеризуется фигурами: The invention is characterized by the figures:
Фиг. 1. Дискриминации аллелей методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 с детектирующей системой в режиме реального времени полиморфизма rs143384 гена GDF5: -GG, -AA, -AG, ♦-отрицательный контроль.Fig. 1. Discrimination of alleles using the detection method of TaqMan probes according to the RFU values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time detection system for the rs143384 polymorphism of the GDF5 gene: -GG, -AA, -AG, ♦-negative control.
Фиг. 2. Дискриминации аллелей методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 с детектирующей системой в режиме реального времени полиморфизма rs3771501 гена TGFA: -GG, -AA, -AG, ♦-отрицательный контроль.Fig. 2. Discrimination of alleles using the detection method of TaqMan probes according to the RFU values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time detection system for the rs3771501 polymorphism of the TGFA gene: -GG, -AA, -AG, ♦-negative control.
Фиг. 3. Дискриминации аллелей методом детекции TaqMan зондов по данным величин ОЕФ (относительные единицы флуоресценции) каждого зонда на амплификаторе CFX96 с детектирующей системой в режиме реального времени полиморфизма rs2820436 гена LYPLAL1: -СС, -AA, -AС, ♦-отрицательный контрольFig. 3. Discrimination of alleles using the detection method of TaqMan probes according to the RFU values (relative fluorescence units) of each probe on a CFX96 amplifier with a real-time detection system for the rs2820436 polymorphism of the LYPLAL1 gene: -SS, -AA, -AC, ♦-negative control
Для анализа ассоциации изучаемых полиморфных локусов с риском развития ОА коленного сустава у мужчин русской национальности проведен расчет показателей отношения шансов (ОШ) и его 95% доверительного интервала (95% ДИ). Вычисления выполнялись методом логистической регрессии в статистическом пакете программы PLINK (электронный ресурс http://zzz.bwh.harvard.edu/plink/) согласно четырех генетических моделей с введение поправок на ковариаты (возраст, пол, индекс массы тела, наследственная отягощённость, наличие заболеваний сердечно-сосудистой, опорно-двигательной, эндокринной систем) и множественные сравнения (применялся адаптивный пермутационный тест). Для изучения межлокусных взаимодействий, ассоциированных с развитием преэклампсии, использовалась модификация метода Multifactor Dimensionality Reduction (MDR) – MB-MDR. Выполнение MB-MDR проводилось в одноименной программе (версия 2.6) в среде R [Calle M.L., Urrea V., Malats N. et al. Mbmdr: an R package for exploring gene-gene interactions associated with binary or quantitative traits. Bioinformatics. 2010;26(17):2198-2199].To analyze the association of the studied polymorphic loci with the risk of developing knee OA in men of Russian nationality, the odds ratio (OR) and its 95% confidence interval (95% CI) were calculated. Calculations were performed using the logistic regression method in the statistical package of the PLINK program (electronic resource http://zzz.bwh.harvard.edu/plink/) according to four genetic models with the introduction of corrections for covariates (age, sex, body mass index, hereditary history, presence diseases of the cardiovascular, musculoskeletal, endocrine systems) and multiple comparisons (an adaptive permutation test was used). To study interlocus interactions associated with the development of preeclampsia, a modification of the Multifactor Dimensionality Reduction (MDR) method – MB-MDR – was used. MB-MDR was performed in the program of the same name (version 2.6) in the R environment [Calle M.L., Urrea V., Malats N. et al. Mbmdr: an R package for exploring gene-gene interactions associated with binary or quantitative traits. Bioinformatics. 2010;26(17):2198-2199].
Возможность использования предложенного способа для оценки прогнозирования риска развития ОА коленного сустава у мужчин подтверждает анализ результатов наблюдений 410 мужчин, из которых 208 больных ОА коленного сустава и 202 индивида контрольной группы (без ОА коленного сустава). Среди больных средний возраст 51,78±5,86 лет, в контрольной группе – 53,10±6,64 лет. Изучаемые группы мужчин имели русскую национальность, являлись уроженцами Центрального Черноземья России и не имели родства между собой. В группу больных были включены мужчины согласно следующих критериев включения: 1) возраст от 40 лет; 2) диагностированный первичный ОА коленного сустава II-IV стадии по J. Kellgren – J. Lawrence; 3) наличие добровольного информированного согласия на исследование. Критерии исключения: 1) не русская национальность, проживание и/или рождение вне Центрально-Чернозёмного региона России; 2) наличие тяжелых форм артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, сахарного диабета, почечно-печеночной недостаточности, онкологических заболеваний, системных заболеваний соединительной ткани, травм суставов в анамнезе, воспалительные заболевания суставов, врожденных пороков развития опорно-двигательной системы; 3) отказ от участия в исследовании. Больные обследовались на базе травматологических отделений №1 и №2 ОГБУЗ «Городская больница №2 г. Белгорода». Все необходимые процедуры по осмотру и обследованию больных и индивидуумов контрольной группы проводили с их информированного согласия. Исследование проводили под контролем этического комитета медицинского института НИУ «БелГУ».The possibility of using the proposed method to assess the prediction of the risk of developing knee OA in men is confirmed by the analysis of the results of observations of 410 men, of which 208 patients with knee OA and 202 individuals in the control group (without knee OA). Among the patients, the average age was 51.78±5.86 years, in the control group – 53.10±6.64 years. The studied groups of men were of Russian nationality, were natives of the Central Black Earth Region of Russia and were not related to each other. The group of patients included men according to the following inclusion criteria: 1) age over 40 years; 2) diagnosed primary OA of the knee joint stage II-IV according to J. Kellgren – J. Lawrence; 3) availability of voluntary informed consent for the study. Exclusion criteria: 1) non-Russian nationality, residence and/or birth outside the Central Black Earth region of Russia; 2) the presence of severe forms of arterial hypertension, coronary heart disease, diabetes mellitus, renal and hepatic failure, cancer, systemic connective tissue diseases, a history of joint injuries, inflammatory diseases of the joints, congenital malformations of the musculoskeletal system; 3) refusal to participate in the study. The patients were examined at the trauma departments No. 1 and No. 2 of the Regional State Budgetary Institution "City Hospital No. 2 of Belgorod". All necessary procedures for examining and examining patients and individuals in the control group were carried out with their informed consent. The study was carried out under the supervision of the ethical committee of the Medical Institute of the National Research University "BelSU".
Типирование молекулярно-генетических маркеров осуществляли на кафедре медико-биологических дисциплин медицинского института НИУ «БелГУ». При изучении SNP х SNP взаимодействий наиболее значимой двухлокусной моделью, вовлеченной в формирование ОА коленного сустава у мужчин, является rs143384 гена GDF5 x rs3771501 гена TGFA x rs2820436 гена LYPLALI (Pperm=0,006). С развитием заболевания наиболее значимая ассоциация выявлена для комбинации генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI (beta=1,41, р=0,037), имеющая рисковую направленность. Typing of molecular genetic markers was carried out at the Department of Medical and Biological Disciplines of the Medical Institute of the National Research University "BelSU". When studying SNP x SNP interactions, the most significant two-locus model involved in the formation of knee OA in men is rs143384 of the GDF5 gene x rs3771501 of the TGFA gene x rs2820436 of the LYPLALI gene (P perm = 0.006). With the development of the disease, the most significant association was found for the combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI (beta = 1.41, p = 0.037), which has a risk orientation.
В качестве примеров конкретного применения разработанного способа приведено генетическое обследование русских пациентов мужского пола, уроженцев Центрального Черноземья России и не являющихся родственниками между собой, проведено генетическое обследование по локусам rs143384 гена GDF5, rs3771501 гена TGFA и rs2820436 гена LYPLALI:As examples of the specific application of the developed method, a genetic examination of Russian male patients, natives of the Central Black Earth Region of Russia and not related to each other, is given; a genetic examination was carried out on the rs143384 loci of the GDF5 gene, rs3771501 of the TGFA gene and rs2820436 of the LYPLALI gene:
У пациента Д. была взята венозная кровь, при генотипировании ДНК-маркеров была выявлена комбинация генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI, что позволило отнести пациента в группу больных с высоким риском развития ОА коленного сустава. Дальнейшее наблюдение подтвердило диагноз остеоартроз коленного сустава у пациента.Venous blood was taken from patient D., and genotyping of DNA markers revealed a combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI, which allowed the patient to be included in the group of patients with a high risk of developing knee OA. Further observation confirmed the diagnosis of osteoarthritis of the knee joint in the patient.
У пациента Ц. была взята венозная кровь, при генотипировании ДНК-маркеров была выявлена комбинация генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 АG TGFA x rs2820436 АC LYPLALI, что позволило отнести пациента в группу больных с низким риском развития ОА коленного сустава. Дальнейшее наблюдение не подтвердило диагноз остеоартроз коленного сустава у пациента.Venous blood was taken from patient C., genotyping of DNA markers revealed a combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 AG TGFA x rs2820436 AC LYPLALI, which allowed the patient to be included in the group of patients with a low risk of developing knee OA. Further observation did not confirm the diagnosis of osteoarthritis of the knee joint in the patient.
У пациента О. была взята венозная кровь, при генотипировании ДНК-маркеров была выявлена комбинация генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI, что позволило отнести пациента в группу больных с высоким риском развития ОА коленного сустава. Дальнейшее наблюдение подтвердило диагноз остеоартроз коленного сустава у пациента.Venous blood was taken from patient O., and genotyping of DNA markers revealed a combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 GG TGFA x rs2820436 CC LYPLALI, which allowed the patient to be included in the group of patients with a high risk of developing knee OA. Further observation confirmed the diagnosis of osteoarthritis of the knee joint in the patient.
У пациента Ш. была взята венозная кровь, при генотипировании ДНК-маркеров была выявлена комбинация генотипов rs143384 GG GDF5 x rs3771501 АA TGFA x rs2820436 АA LYPLALI, что позволило отнести пациента в группу больных с низким риском развития ОА коленного сустава. Дальнейшее наблюдение не подтвердило диагноз остеоартроз коленного сустава у пациента.Venous blood was taken from patient Sh., and genotyping of DNA markers revealed a combination of genotypes rs143384 GG GDF5 x rs3771501 AA TGFA x rs2820436 AA LYPLALI, which allowed the patient to be included in the group of patients with a low risk of developing knee OA. Further observation did not confirm the diagnosis of osteoarthritis of the knee joint in the patient.
Применение данного способа позволит на доклиническом этапе формировать среди мужчин группы риска и своевременно реализовывать в этих группах необходимые лечебно-профилактические мероприятия по предупреждению развития ОА коленного сустава. The use of this method will make it possible at the preclinical stage to form risk groups among men and timely implement in these groups the necessary treatment and preventive measures to prevent the development of OA of the knee joint.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816024C1 true RU2816024C1 (en) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249210C2 (en) * | 2003-02-17 | 2005-03-27 | ГУН "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена" | Method for predicting predisposition to development and severity degree of knee joint osteoarthrosis deformans in adults |
| WO2008049225A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Chu Sainte Justine | Methods for diagnosing osteoarthritis |
| JP2020178585A (en) * | 2019-04-24 | 2020-11-05 | ジェネシスヘルスケア株式会社 | Method for determining the risk of knee osteoarthritis |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249210C2 (en) * | 2003-02-17 | 2005-03-27 | ГУН "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена" | Method for predicting predisposition to development and severity degree of knee joint osteoarthrosis deformans in adults |
| WO2008049225A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Chu Sainte Justine | Methods for diagnosing osteoarthritis |
| JP2020178585A (en) * | 2019-04-24 | 2020-11-05 | ジェネシスヘルスケア株式会社 | Method for determining the risk of knee osteoarthritis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НОВАКОВ В.Б. и др. Полногеномные исследования остеоартроза коленного сустава: обзор литературы. Травматология и ортопедия России. 2021; 27(4): 131-144. AUBOURG G. et al. Genetics of osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2022 May; 30 (5): 636-649. Epub 2021 Mar 17. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109477145A (en) | The biomarker of inflammatory bowel disease | |
| JP6734191B2 (en) | Preterm biomarker | |
| RU2009147281A (en) | METHODS AND COMPOSITIONS FOR DIAGNOSIS AND TREATMENT OF LUPUS | |
| KR101992792B1 (en) | Method for providing information of prediction and diagnosis of obesity using methylation level of AKR1E2 gene and composition therefor | |
| RU2816024C1 (en) | Method for prediction of risk of knee osteoarthrosis in males | |
| RU2624480C1 (en) | Method for prediction of risk of essential hypertension development based on matrix metal proteinase genes combinations | |
| EP2889383A1 (en) | Diagnosis of rheumatoid arthritis by microrna | |
| RU2804693C1 (en) | Method of predicting the risk of osteoarthritis of the knee joint based on genetic markers | |
| RU2598745C2 (en) | Method for prediction of risk of stage iii hypertensive disease in patients with hypertension with metabolic syndrome | |
| RU2796897C1 (en) | Method of predicting the risk of osteoarthritis of the knee joint in women based on molecular genetic testing | |
| RU2816310C1 (en) | Method for predicting development of osteoporotic fractures of lumbar spine | |
| CN105765077B (en) | Detection method for determining risk of anti-thyroid drug-induced agranulocytosis and kit for determination | |
| US8110362B2 (en) | Method for determining a tongue cancer | |
| RU2753274C1 (en) | Method for predicting risk of developing chronic true eczema in women, taking into account genetic factors | |
| RU2795720C1 (en) | Method for predicting the risk of development of the luminal subtype of breast cancer | |
| RU2795726C1 (en) | Method for prediction of breast cancer risk development in non-obese women | |
| RU2811257C1 (en) | Method of predicting risk of developing triple-negative breast cancer | |
| RU2795244C1 (en) | Method for prediction of breast cancer risk development in obese women | |
| RU2580310C1 (en) | Method of predicting the risk of developing hypertension in individuals who have family history | |
| RU2795897C1 (en) | Method for predicting the risk of developing breast cancer in women using molecular genetic data | |
| RU2780505C1 (en) | Method for predicting the risk of gastric ulcer development based on genetic analysis | |
| RU2784769C1 (en) | Method for predicting the risk of primary open-angle glaucoma based on the data on polymorphic variants of the lysyl oxidase-like enzyme 1 gene | |
| CN104293958B (en) | A kind of test kit predicting susceptibility of ankylosing spondylitis and method | |
| RU2809798C1 (en) | Method of predicting risk of developing breast cancer in women using molecular genetic data | |
| RU2801174C1 (en) | Method of predicting the risk of developing type 2 diabetes mellitus in obese and/or pre-diabetic individuals |