Научно-исследовательская лаборатория медико-генетических и геномных исследований

Основные направления деятельности лаборатории

Практическая деятельность

Фармакогенетика:

Данное направление генетических исследований направлено на:

• изучение генетического полиморфизма у больного, характер реакций организма на лекарственные средства в зависимости от наследственных факторов;
• прогнозирование действия лекарства на организм, аллергий;
• индивидуальный подбор лекарственных средств на основании генетических особенностей конкретного человека;
• создание более безопасных и эффективных препаратов.

Исследования позволяют значительно сократить неблагоприятные побочные реакции, улучшить качество лечения и сократить расходы, которые возникают при неправильно подобранной медикаментозной терапии.

Исследования нарушений гемостаза:

Тромбофилия – состояние системы крови, проявляющееся в нарушении гемостаза и склонности к развитию рецидивирующих сосудистых тромбозов (преимущественно венозных) различной локализации и часто возникающее в связи с беременностью, после хирургического вмешательства, травмы или физического перенапряжения. Заболевание обусловлено генетической или приобретенной патологией клеток крови, а также дефектами свертывающей системы крови. Исследования помогают выявить:

• предрасположенность к тромбозу вследствие генетических дефектов антикоагулянтной и фибринолитической системы крови;
• полиморфизм генов, факторов и компонентов системы гемостаза, которые приводят к их аномальному синтезу или нарушению функциональной активности.

Кариотипирование:

Кариотип – это хромосомный набор человека, который не меняется в течение всей жизни.

В норме у человека 46 хромосом (по 23 хромосомы от каждого из родителей). В некоторых случаях кариотип человека может иметь определенные аномалии – изменения количества хромосом (анеуплоидии) либо структуры хромосом (транслокации, инверсии, инсерции и др.). Их можно выявить при проведении цитогенетического исследования (анализа на кариотип).

Здоровый человек может быть носителем хромосомных аномалий без видимых признаков их наличия. В таких случаях они, не имея внешних проявлений, могут являться причиной бесплодия, невынашивания беременности или рождения у супружеских пар детей с пороками развития.

Следует отметить, что на популяционном уровне частота хромосомных аномалий довольно невысокая и составляет 4-5 случаев на 1000. Однако, этот показатель существенно выше среди супружеских пар с бесплодием (1-4%) и невынашиванием беременности (7-10%), а также в группах мужчин с тяжелым нарушением сперматогенеза (10-15%).

Планирование семьи:

• тестирование совместимости супругов;
• определение причин бесплодия и привычного невынашивания беременности;
• поиск биохимических маркеров патологических состояний, опасных при беременности;
• поиск маркеров, сигнализирующих вероятность развитий заболеваний у ребенка;
• генетический скрининг – поиск в сыворотке крови беременной женщины биохимических маркеров, сигнализирующих о вероятности генетических или хромосомных аномалий у плода;
• консультирование и генетические исследования в рамках подготовки к беременности и ЭКО;
• проведение медико-генетического консультирования.

НИПТ (неинвазивное пренатальное тестирование):

В настоящий момент НИПТ – неинвазивный пренатальный тест – это самый удобный способ получить информацию о возможных хромосомных нарушениях у плода начиная с 10 недели беременности. Он безопасен для будущего ребенка: ДНК плода выделяется из венозной крови матери.

• НИПТ с 99% точностью выявляет трисомию 13, 18 и 21 хромосом на раннем сроке беременности.
• для тестирования не обязательно иметь направление или справку от врача: НИПТ делается по желанию женщины.

Экзомное секвенирование:

Секвенирование экзома – определение последовательностей ДНК, несущих информацию о структуре белков. У человека около 180 000 экзонов, что составляет примерно 1 % от размера генома. Примерно 85% известных отклонений, вызывающих редкие наследственные рецессивные и онкологические заболевания, происходят именно в этой части генома. Поэтому на данный момент исследование экзома является самым эффективным инструментом генетики.

Секвенирование экзома позволяет:

• предположить или подтвердить (но не исключить!) клинический диагноз в спорных случаях;
• уточнить прогноз течения заболевания;
• установить наследственный генетический риск для членов семьи;
• установить точный диагноз для проведения пренатальной и/или преимплантационной диагностики.

Научно-исследовательская деятельность лаборатории

1. Проект «Биобанк» (создан совместно с СПбГУ - ведущий центр по секвенированию геномов и экзомов). 

Биобанк -  специализированное криохранилище биологических материалов, а также клинической, лабораторной и персональной информации для реализации научных и медицинских целей.

С помощью биобанка осуществляются исследование различных биообразцов на эпидемиологическом, геномном и протеомном уровнях с целью:

• комплексного биомедицинского и биопсихосоциального исследования основ здоровья и долголетия человека;
• выявления генетических, поведенческих и экологических факторов риска;
• разработки новых персонализированных подходов к профилактике, диагностике и лечению заболеваний человека.

2. Генетический паспорт

Генетический паспорт – это индивидуальная база данных ДНК человека или его генетический профиль. Исследование направлено на сохранение здоровья конкретного человека, а так же рождение здоровых потомков и включает в себя:

• расшифровку полного набора хромосом (кариотип);
• определение предрасположенности к наследственным заболеваниям;
• идентификационные признаки человека;
• маркеры спортивных успехов;
• маркеры предрасположенности к онкологическим заболеваниям;
• маркеры предрасположенности ко многим мультифакториальным заболеваниям (сердечно-сосудистые, эндокринные, онкология и тд.);
• консультацию с врачом-генетиком.

На основе исследований генетического паспорта был разработан отдельный проект «HLA-паспорт»

HLA (Human Leukocyte Antigens) – персонифицированное наименование MHC (Major Histocompatibility Complex) человека, представляет собой группу рецепторов на поверхности клеток человека. HLA–система обладает огромным полиморфизмом, поэтому можно сказать, что это система уникальна для каждого человека. Данная система обеспечивает и контролирует почти все этапы развития иммунного ответа, поэтому отвечает за выполнение важнейших регуляторных механизмов, таких как:

• распознавание собственных, собственных измененных и чужеродных клеток, запуск и реализация иммунного ответа;
• поддержание генетического разнообразия человека, как вида;
• взаимодействие между клетками;
• регуляция определенных этапов врожденного иммунитета;

Проведение HLA-типирования позволяет составить индивидуальный «биологический паспорт» человека – HLA-генотип, что является:

• обязательным условием при трансплантации: гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК), костного мозга (КМ), органов, тканей,
• методом диагностики различных заболеваний и состояний (целиакия, болезнь Бехтерева, сахарный диабет, системная красная волчанка, бесплодие, невынашивание беременности, ряда онкологических заболеваний, болезнь Крона, рассеянный склероз и др.)

При типировании человек получает полный HLA-отчет по генотипу с таблицами по восприимчивости или устойчивости к HLA-ассоциированным заболеваниями, список рекомендаций общих.

В нашей лаборатории HLA-типирование проводится методом секвенирования NGS и соответствует мировым стандартам регистров и типирования.

Проекты в сотрудничестве с внешними организациями:

• «Генетические аспекты болезни Вильсона-Коновалова» совместно с ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет).
• «Изучение генетики кардиомиопатии (наследственного кардиологического заболевания) с помощью анализа генов наследственных кардиомиопатий у пациентов, с целью генодиагностики данных заболеваний и оценки риска жизнеугрожающих состояний» совместно с ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» (Томский НИМЦ).
• «Изучение аффективных нарушений у пациентов с метаболическим синдромом, с целью оценки риска развития заболеваний вышеуказанных групп и разработки подходов к их своевременной диагностике, терапии и профилактике» совместно с ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии имени В.М. Бехтерева» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
• «Апробация методов многопараметрического анализа на основе технологии биологических микрочипов для фармакогенетического тестирования, с целью развития подходов к индивидуализации лечения наиболее распространенных и социально-значимых заболеваний» с институтом молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук (ИМБ РАН).
• «Исследование наследственных заболеваний человека с целью внедрения в практику здравоохранения новых подходов к диагностике и системе прогноза исходов болезни с использованием современных молекулярно-генетических технологий, в том числе ДНК секвенирования» совместно с ФГБУ НИИ Акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта.
• «Изучение генетики редких болезней с целью генодиагностики редких заболеваний, оценки риска развития жизнеугрожающих состояний, прогноза заболеваний, определения возможностей терапии» совместно с ФГБУ учреждение. здравоохранения «Консультативно-диагностический центр для детей».
• «Изучение генетических особенностей жителей блокадного Ленинграда и их потомков» с СПб ГБУЗ «Мариинская больница.

Наши научные партнёры

В рамках выполнения задач помимо организаций консорциума по созданию коллекций биообразцов и проведению исследований наша лаборатория сотрудничает с клиническими и научными организациями Санкт-Петербурга и других городов РФ:

•  Санкт-Петербургский Государственный университет (СПБГУ);
• НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О.Отта;
• Санкт-Петербургский Медико-генетический центр (СПб МГЦ);
• СЗГМУ им. И.И. Мечникова;
• ФГБНУ "НИДОИ им. Г.И. ТУРНЕРА" Минздрава России;
• Сургутский Государственный университет (СурГУ);
• Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова» (МГНЦ),
• ФГАОУВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России;
• ФГБУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук (ИМБ РАН);
• ФГБВОУВО «Военно-медицинская академия имени С.М.Кирова» Министерства обороны России;
• Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева;
• Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого;
• ФГБУНИИ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней федерального медико-биологического агенства»;
• ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук» (Томский НИМЦ);
• СПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница»;
• ФГБУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук (ИМЧ РАН) и др.

Данные направления исследований нашей генетической лаборатории способствуют реализации основной цели сферы здравоохранения – переход к персонализированной медицине.

Персонализированная медицина основана на индивидуальном подходе к каждому пациенту и позволяет выявить предрасположенность к тем или иным состояниям и заболеваниям на основе генного анализа. Это позволяет наиболее точно, быстро и качественно диагностировать болезнь/отклонение, подобрать эффективное лечение или соответствующие профилактические процедуры.

На данный момент команда под руководством Олега Сергеевича Глотова является одной из наиболее опытных в РФ - более 300 геномов, 750 экзомов, 1000 таргетов. Также наша клинико-генетическая лаборатория проходит внешнее профессиональное тестирование (External Proficiency Testing) в Европейской федерации иммуногенетики (The European Federation for immunogenetics (EFI)), что является обязательной частью процесса аккредитации для лаборатории гистосовместимости и иммуногенетики. В настоящий момент проведено типирование методом высокого разрешения NGS 10-ти контрольных образцов и результаты типирования были направлены в EFI для контроля качества.