Лаборатория цитогенетики

Одним из направлений научной деятельности лаборатории цитогенетики является изучение структурной вариабельности генома, обусловленной патогенетически значимыми вариациями числа копий ДНК (CNVs) на микроскопическом и субмикроскопическом уровне при использовании высокотехнологичных молекулярно-цитогенетических методов исследования, таких как флуоресцентная in situ гибридизация (FISH), многоцветные технологии FISH и сравнительная геномная гибридизация (CGH). Несбалансированные структурные варианты или вариации количества копий участков ДНК, как одна из мутационных форм структурной вариабельности генома, лежат в основе геномного дисбаланса. Такой дисбаланс зачастую сопровождается нарушением функции большого количества дозо-чувствительных генов, регулирующих и контролирующих нормальное развитие организма, что приводит к возникновению хромосомных болезней. Основной задачей лаборатории в этом направлении является разработка подходов и стратегии идентификации структурных микро- и макроперестроек хромосом, а также изучение механизмов формирования геномного дисбаланса, являющегося этиологическим фактором хромосомных болезней.

Несмотря на то, что вариации количества копий ДНК выявляются в геноме повсеместно, существуют области, наиболее предрасположенные к такого рода перестройкам. Это связано с особенностями архитектуры генома человека, а именно, с наличием особого класса высоко гомологичных дуплицированных последовательностей ДНК или сегментных дупликаций, которые имеют тенденцию к кластеризации в прицентромерных и субтеломерных районах хромосом. Такие блоки сегментных дупликаций являются субстратом для формирования CNVs, которые, в свою очередь, могут быть как источником структурного полиморфизма, так и причиной генетически обусловленных состояний, например, врожденных пороков сердца (ВПС). Поэтому особое внимание уделяется изучению ассоциации ВПС в сочетании с экстракардиальными аномалиями развития и патогенетически значимыми CNVs в субтеломерных и прицентромерных районах хромосом, а также разработке стратегии селективного скрининга вариаций числа копий ДНК у таких пациентов.

Сведения о топографии и структуре геномного дисбаланса позволяют не олько уточнить механизм его возникновения, но также важны и для аргументированного генетического консультирования семьи и выяснения характера перестройки – наследственной или de novo. Определение степени генетического риска, тяжести медицинских и социальных последствий предполагаемой аномалии предоставляет возможность составления корректной тактики профилактических мероприятий по предупреждению рождения больного ребенка. Поэтому еще одним направлением научной деятельности лаборатории цитогенетики является изучение мейотической сегрегации у мужчин с геномными структурными вариантами в виде малых сверхчисленных маркерных хромосомы и у носителей сбалансированных редких хромосомных аномалий, а также факторов, влияющих на формирование гамет вследствие патологической мейотической сегрегации.

В продолжение научных традиций лаборатории пренатальной диагностики не оставлена без внимания такая важная проблема как неинвазивная пренатальная диагностика при исследовании клеток плода, циркулирующих в крови женщин во время беременности. На сегодняшний день особенно актуальной становится разработка, оптимизация и внедрение в клиническую практику неинвазивных методов пренатальной диагностики, позволяющих проводить анализ генетического статуса плода без ущерба для развивающегося плода и беременной женщины. Во время беременности в материнском организме наблюдается удивительный феномен трансплацентарной миграции клеток, в результате которого их можно детектировать в периферической крови беременной женщины. Такая уникальная доступность генетического материала плода обусловила интенсивное развитие методов его исследования.

В настоящее время научный интерес лаборатории сфокусирован на разработке протокола исследования генома клеток цитотрофобласта для выявления хромосомных аномалий у плода. Проводится большая работа по оптимизации протоколов изоляции и детеции клеток цитотрофобласта из крови беременных женщин с использованием лазерной микродиссекции единичных клеток и последующего их анализа методом CGH.

Практическая работа включает проведение цитогенетической и молекулярно-генетической диагностики хромосомных перестроек у пациентов с умственной отсталостью, аномалиями развития или с репродуктивными проблемами. Кроме того, в лаборатории разработан алгоритм исследования абортивного материала с использованием метода метафазной CGH при неразвивающейся беременности, включающий также интерфазную FISH для детекции полиплоидии у плода. Такой полногеномный подход дает возможность выявить все хромосомные аномалии, являющиеся этиологическим фактором неразвивающейся беременности.

Список диссертаций, защищенных в лаборатории цитогенетики (пренатальной диагностики):

1. Костюк Эдмунд Владимирович
   «Изучение сывороточных маркеров беременных с целью формирования групп высокого генетического риска ВПР». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1993 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
2. Золотухина Татьяна Владимировна
   «Пренатальная диагностики хромосомных болезней (научно-практический аспект)». Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, 1994 г.
3. Чивилев Игорь Викторович
   «Влияние наследственных факторов на изменчивость уровней маркеров патологи плода». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1997 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
4. Шилова Надежда Владимировна
   «Исследование клеток плода в крови матери: новый неинвазивный подход в пренатальной диагностике». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1999 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
5. Климова Марина Ивановна
   «Комплексная пренатальная профилактика пороков развития и хромосомных болезней (по данным ММГК г. Воронеж)». Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 2002 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
6. Маркова Жанна Геннадьевна
   «Создание автоматизированного программного комплекса расчета риска синдрома Дауна у плода». Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 2005 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
7. Мирошникова Ирина Варленовна
   «Оптимизация алгоритма пренатальной диагностики синдрома Дауна при использовании скрининговых маркеров I триместра беременности».Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 2007 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
8. Козлова Юлия Олеговна
   «Разработка технологии пре- и постнатальной диагностики группы синдромов, обусловленных микроделецией 22q11.2». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук , 2014 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
9. Миньженкова Марина Евгеньевна
   «Метафазная сравнительная геномная гибридизация в диагностике хромосомного дисбаланса». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 2014 г. (научный руководитель – Шилова Н.В.)
10. Шилова Надежда Владимировна
    «Совершенствование подходов к диагностике хромосомных аномалий в рамках персонализированной медицины». Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, 2016 г.

Основные публикации лаборатории цитогенетики (пренатальной диагностики) 2005-2018 гг.

1. Zolotukhina T, Shilova N, Voskoboeva E. – Analysis of cell-free fetal DNA in plasma and serum of pregnant women // J Histochem a Cytochem. – 2005 – V.53 (2) - P.297-299.
2. Шилова Н. В., Золотухина Т.В. - Интерфазная флуоресценция in situ гибридизация   (FISH) в диагностике численных хромосомных аберраций // Медицинская генетика. – 2007 - т 6, № 10 (64) - С. 53-57.
3. Шилова Н.В., Черных В.Б., Цветкова Т.Г., Галкина В.А., Осипова Е.В., Мошкова М.Ю., Поляков А.В., Золотухина Т.В. Комплексный подход в диагностике уникальной аутосомно-гоносомной перестройки // Медицинская генетика – 2009. - №2. - С.44-47.
4. Chernykh V., Kurilo L., Shilova N., Zolotukhina T., Ryzhkova O., Bliznetz E., Polyakov A. Hidden X Chromosomal Mosaicism in a 46,XX Male // Sex Dev. – 2009. V. 3. – P.183-187.
5. Золотухина Т.В., Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Козлова Ю.О., Цветкова Т.Г., Маркова Ж.Г., Антоненко В.Г. Использование FISH-метода для диагностики конституциональных хромосомных аберраций // Медицинская генетика. – 2011. - №11. - С.3-8.
6. Шилова Н.В., Козлова Ю.О., Демина Н.А., Петухова М.С., Миньженкова М.Е., Мирошникова И.В., Юдина Е.В., Золотухина Т.В. Синдром Паллистера-Киллиана: особенности пре- и постнатальной диагностики // Медицинская генетика. – 2012. - № 3. - С. 20-26.
7. Золотухина Т.В., Шилова Н.В., Юдина Е.В., Миньженкова М.Е., Козлова Ю.О. Пренатальная диагностика редких хромосомных аномалий // Медицинская генетика. – 2012. - Т.11. - № 9 (123). - С.19-24.
8. Золотухина Т.В., Шилова Н.В., Юдина Е.В. Пренатальная диагностика // Национальное руководство «Наследственные болезни» под редакцией акад. РАМН Бочкова Н.П., акад. РАМН Гинтера Е.К., акад. РАМН Пузырева.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 936 с. стр.798-832
9. Миньженкова М.Е., Шилова Н.В., Маркова Ж.Г., Антоненко В.Г., Лебедев И.Н., Козлова Ю.О., Землякова В.В., Золотухина Т.В. Получение и применение динамических стандартных референсных интервалов для анализа результатов сравнительной геномной гибридизации // Генетика. –2013. – Том 49 № 10. – С. 1229-1235.
10. M.E. Min’zhenkova, N.V. Shilova, Zh.G. Markova, V.G. Antonenko, I.N. Lebedev, Yu.O.Kozlova, V.V. Zemlyakova, T.V. Zolotukhina. Generation and Application of Dynamic Standard Reference Intervals for Analysing Results of Comparative Genomic Hybridization // ISSN 1022-7954 Russian Journal of Genetics. – 2013. - Vol. 49. - No. 10. P. 1072–1077.
11. Raygorodskaya N., Chernykh V., Morozov D., Olutoye O., Bolotova N., Averyanov A., Maslyakova G., Shilova N., Zolotukhina T. A 3-year-old boy with ovotestes: gender reassignment and surgical management //J Pediatr Endocr Met. - 2011. – V. 24(7-8). - P:587-589.
12. Миньженкова М.Е., Н.В. Шилова, Ж.Г. Маркова, Ю.О. Козлова, Т.В. Золотухина Эффективность различных методов диагностики хромосомных аномалий при репродуктивных потерях // Медицинская генетика. – 2014. – Том 13 №2 (140). – С. 25-30.
13. Козлова Ю.О., Забненкова В.В., Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Антоненко В.Г., Котлукова Н.П., Симонова Л.В., Казанцева И.А., Левченко Е.Г., Бомбардирова Т.Д., Золотухина Т.В., Поляков А.В. Клинико-генетическая характеристика синдромов делеции 22q11.2 // Генетика. – 2014. – Т. 50. – №5. – С. 602-610.
14. Yu. O. Kozlova, V. V. Zabnenkova, N. V. Shilova, M. E. Min’zhenkova, V. G. Antonenko, N. P. Kotlukova, L. V. Simonova, I. A. Kazantseva, E. G. Levchenko, T. D. Bombardirova, T. V. Zolotukhin, A. V. Polyakov. Clinical and Genetic Diagnosis of 22q11.2 Deletion Syndrome // Russian Journal of Genetics. – 2014. – V.50. – N.5. – P.528-535.
15. Золотухина Т.В., Канивец И.В., Коростелев С.А., Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Козлова Ю.О., Демина Н.А., Бессонова Л.А., Галкина В.А., Маркова Ж.Г. Опыт использования комплекса современных методов исследования в конституциональной цитогенетике // Медицинская генетика, - 2014.- №12. – С.22-28
16. Мусатова Е.В., Шилова Н.В. Клетки плода в крови беременной женщины – потенциальный объект неинвазивной пренатальной диагностики (исторические и современные аспекты) // Медицинская генетика. - 2015. - Т.14. - №7. - С. 9-16.
17. Ю.О. Козлова, В.В. Забненкова, В.Г. Антоненко, Н.В. Шилова. Делеции атипичного размера у пациентов с СД22q11.2: клиническая характеристика и диагностика // Медицинская генетика. – 2015. - Т.14. - №11.- С.17-22
18. Антоненеко В.А., Маркова Т.В., Маркова Ж.Г., Мусатова Е.В., Козлова Ю.О., Шилова Н.В. Случай интерстициальной делеции короткого плеча хромосомы 4 у мальчика 13 лет с дефицитом веса и трудностями в обучении // Медицинская генетика. – 2016. – №6 (168). – Стр. 44-48.
19. Козлова Ю.О., Канивец И.В., Мусатова Е.В., Шилова Н.В. Реципрокная транслокация между хромосомами 1 и 2: современные методы диагностики // Медицинская генетика. – 2016. – - № 7. – Стр. 33-35.
20. Маркова Ж.Г., Мусатова Е.В., Тарлычева А.А., Шилова Н.В. Эффективная диагностика хромосомных аномалий при невынашивании беременности // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5;URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=25286
21. Шилова Н.В. Неоцентромеры // Медицинская генетика. – 2016. – №12 – Т.15 - №11 (173). – Стр. 3-9.
22. Шилова Н.В. Пренатальная диагностика хромосомных болезней. Национальное руководство «Наследственные болезни» (краткое издание) Москва, «ГОЭТАР-Медиа», 2017. Стр. 92-117
23.  
24. N.A. Lyapunova, L.N. Porokhovnik, N.V. Kosyakova, I.A. Mandron, T.G. Tsvetkova.  Effects of the copy number of ribosomal genes (genes of rRNA) on a viability of subjects with chromosomal abnormalities // Gene. - 2017. - V.611. - P.47-53. 
25. Ляпунова Н.А., Пороховник Л.Н., Косякова Н.В., Мандрон И.А., Цветкова Т.Г. Жизнеспособность носителей хромосомных аномалий зависит от геномной дозы активных рибосомных генов (генов рРНК) // Генетика. - 2017. - т.53. - №6. - С.722-731.
26. Lyapunova N.A., Porokhovnik L.N., Kosyakova N.V., Mandron I.A., Tsvetkova T.G. Viability of carriers of chromosomal abnormalities depends on genomic dosage of active ribosomal genes (rRNA genes) // Russian Journal of Genetics. - 2017. - V.53. - No. 6. - P. 703-711.
27. Антоненко В.Г., Маркова Ж.Г., Шилова Н.В., Глазкова А.В., Цаюк Ю.В., Петрова О.В. Редкий случай перестройки длинного плеча X-хромосомы – инвертированная дупликация/делеция у женщины с дисгенезией гонад // Медицинская генетика. – 2017. – Том 16. - №8(182). – С.36-41.
28. Твеленева А.А., Мусатова Е.В., Шилова Н.В. Методы полногеномной амплификации генетического материала единичных клеток // Медицинская генетика. – 2017. – Том 16. - №11(185). – С.3-7.
29. Маркова Ж.Г., Миньженкова М.В., Тарлычева А.А., Цветкова Т.Г., Галкина В.А., Шилова Н.В. Фенотипическая вариабельность у пациентов с de novo Х-аутосомными несбалансированными транслокациями. // Медицинская генетика. – 2017. – Том 16. - №12(186). – С.43-47.
30. Шилова Н.В. Аутосомные реципрокные транслокации: пренатальная селекция, сегрегация и оценка эмпирического риска рождения жизнеспособного ребенка с хромосомным дисбалансом при семейном носительстве // Медицинская генетика. – 2018. – Том 17. - №1(187). – С.41-49.
31. Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Дадали Е.Л., Шилова Н.В. Интерхромосомная и интрахромосомная инсерции с участием хромосомы 2 // Медицинская генетика. – 2018. – Том 17. - №2(188). – С.12-17.
32. Е. В. Мусатова, А. А. Твеленева, А. В. Мартынов, Ж. Г. Маркова, Н. В. Шилова. Сравнение методов амплификации единичных клеток трофобласта с целью их последующего анализа с помощью метафазной сравнительной геномной гибридизации // Генетика. – 2018. – Том 54. - №9. – С.1092-1099