Способ неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению Российский патент 2025 года по МПК G01N33/50 C12Q1/6806 C12Q1/6827 C12Q1/686 C12Q1/6883 

Изобретение относится к области медицины, а именно, к медицинской генетике, геронтологии, кардиологии, являясь способом неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению.

Старение и болезни тесно связаны, поскольку старение является крупнейшим фактором риска развития многочисленных хронических заболеваний. Понятие «старение» является одним из самых сложных биологических явлений, и представляет собой многофакторный и многокомпонентный процесс со структурными и функциональными изменениями практически во всех органах и системах. Увеличение продолжительности жизни в структуре населения вызывает огромный интерес в изучение этого значимого физиологического процесса. Очевидно, что правильное понимание сущности старения и исследования в этой области приобретают большое медицинское и социальное значение. Согласно современным концепциям, в биогеронтологии темп развития возрастной патологии и продолжительность жизни организма определяются состоянием функций иммунной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем [Парценяк А.С.и соавт., 2019; Артемьева О.В. и соавт., 2020]. Биологическое старение и факторы риска сердечнососудистых заболеваний способствуют активации механизмов, связанных со старением клеток, а именно, укорочению теломер, повреждению ДНК, окислительному стрессу и передаче сигналов р53-р21/р16. Атеросклероз рассматривается как возрастное заболевание или возрасто-зависимое, при этом возраст доминирует как независимый фактор атеросклероза человека. Как известно, гиперлипидемия является одним из основных факторов риска развития атеросклероза. Некоторые мутации и полиморфные варианты в гене LDLR являются причиной повышения уровня липопротеинов низкой плотности в плазме, что приводит к увеличению риска развития атеросклероза и ишемической болезни сердца. Однако, данные разнятся в зависимости от популяции. Подобная картина встречается в отношении многих генов. После того как в конце прошлого века стало возможным на основании исследований генома человека создать индивидуальный генетический паспорт, многие медицинские специализации переживают большие изменения в диагностике пациента, что подчеркивает актуальность изучения биологического старения в фокусе генетической предрасположенности к нему.

Из приведенных сведений следует, что биологическое старение ассоциировано с развитием патологических изменений в сердечно-сосудистой системе и с процессами дислипидемии, однако обладает выраженной генетической детерминированностью, однако достоверных полиморфных вариантов генов, отвечающих за данные нарушения не установлено.

Способ RU 2387374 C2 определения биологического возраста человека и скорости старения заключается в определении календарного возраста, оценке скорости старения и биологического возраста по математическим формулам, которые включают в себя значения роста, массы тела, окружности талии и бедер. Недостатком способа является сложность расчета показателя по математической формуле.

Способ RU 22612602 C1 определения биологического возраста человека по совокупности морфофункциональных показателей, определяющих резервы здоровья заключается в выявлении влияния комплекса факторов анамнестических, функциональных показателей резервов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, показателей мышечной силы и психоэмоционального состояния. Недостатком является то, что способ базируется на большом комплексе показателей, требует высоких трудозатрат, имеет множество факторов, влияющих на точность определения.

Способ RU 2592358 C1 определения биологического возраста человека методом экспертных оценок заключается в экспертной оценке биологического возраста, без учета объективных показателей, что не позволяет достоверно репродуцировать результат оценки.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ RU 2779085 С1, заключающийся в выявлении предрасположенности к развитию метаболического синдрома в виде ожирения у школьников 7-10 лет, при котором проводится определение генотипа полиморфных вариантов генов ТР53 (rs1042522) и IL1β (rs1143634), из биоматериала - буккальный эпителий, а также уровня транскрипционного фактора р53 и уровень интерлейкина 1β в пробе крови ребенка. Метод отличается комбинацией инвазивных и неинвазивных методик, при котором при определении генотипа GG гена ТР53 (rs1042522) и генотипа СС гена IL1β (rs1143634), понижения уровня р53 в крови по сравнению с нижней границей физиологической нормы, равной 12-18%, в 1,4 и более раз, и повышения уровня интерлейкина 1β по сравнению с верхней границей физиологической нормы, равной 0-5 пг/см³, в 1,4 и более раз, оценивают предрасположенность к развитию метаболического синдрома в виде ожирения у школьников 7-10 лет как высокую. Метод направлен на диагностику рисков метаболического синдрома у школьников 7-10 лет и не связан с оценкой предрасположенности к раннему старению

Задача изобретения - создание простого, репродуцируемого и неинвазивного метода оценки предрасположенности к раннему биологическому старению.

Для решения поставленной задачи способом неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению, согласно изобретению, проводится забор буккального эпителия с целью определения полиморфных вариантов генов: CYP11B2 rs1799998 СС (mut/mut), СТ (mut/norm), ТТ (norm/norm); FTO rs9939609 ТТ (norm/norm), ТА (norm/mut), АА (mut/mut); IL6 rs1800795 СС (norm/norm), CG (norm/mut), GG (mut/mut). При определении СТ варианта гена CYP11B2 rs1799998, ТА или ТТ варианта гена FTO rs9939609, CG или GG варианта гена IL-6 rs18007795, определяется низкая предрасположенность к раннему старению. При определении АА варианта гена FTO rs9939609 и CG или GG варианта гена IL-6 rs18007795 определяется средняя предрасположенность к раннему старению. При определении СС варианта гена CYP11B2 rs1799998, АА варианта гена FTO rs9939609, СС варианта гена IL6 rs1800795, определяется высокая предрасположенность к раннему старению.

Технический результат - разработан новый способом неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению путем определения полиморфных вариантов генов: CYP11B2 rs1799998 СС (mut/mut), СТ (mut/norm), ТТ (norm/norm); FTO rs9939609 ТТ (norm/norm), ТА (norm/mut), АА (mut/mut); IL6 rs1800795 СС (norm/norm), CG (norm/mut), GG (mut/mut).

Заявляемый способ разработан на базе ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России, апробирован на клинических базах ФГБОУ ВО ТГМУ Минздрава России. В исследовании было включено, согласно критериям включения и с учетом критериев исключения, 200 человек мужского и женского пола, проживающих на территории Дальневосточного федерального округа, у пациентов был произведен забор генетического материала (буккальный эпителий) для исследования полиморфных вариантов ряда генов возраст-ассоциированных патологий. У пациентов производился однократный забор материала (буккальный эпителий). По правилам взятия и пробоподготовки биоматериала следовали следующим инструкциям: за 1,5-2 часа воздержаться от приема пищи, чистки зубов, полоскания рта и курения, перед сбором генетического материала прополоскать рот теплой водой и вымыть руки, достать зонд с ватным наконечником из упаковки: открыть крышку и вытянуть зонд из пробирки за ручку-держатель, вращающими движениями с легким нажимом поводить ватным наконечником по внутренней стороне щеки (нужно сделать 20-30 вращений в течении 30 секунд).

ПЦР-исследование буккального эпителия для анализа полиморфных вариантов генов, ответственных за развитие возраст-ассоциированных заболеваний проводили на приборной базе ДНК-амплификатора «Bio-Rad CFX96».

Для оценки биологического возраста и предрасположенности к раннему старению применялся способ определения биологического возраста по способу RU 2387374 C2.

Дополнительно у пациентов были определены и зарегистрированы антропометрические параметры: рост, вес, окружность талии и бедер; определялись показатели глюкозы и общего холестерина. Определение роста исследуемых проводилось с использованием ростомера медицинского, в условиях медицинского учреждения. Результат выражался в сантиметрах. Определение веса обследованных проводилось с использованием медицинских весов, в условиях медицинского учреждения. Результат выражали в килограммах. Окружности талии и бедер измерялись с помощью сантиметровой ленты, в условиях медицинского учреждения. Для измерения окружности талии по средне-подмышечной линии определяли середину расстояния между вершиной гребня подвздошной кости и нижним краем последнего ребра, на уровне которой проводили измерение. Измерение бедер производилось в самой широкой их части, не зависимо от типа телосложения. Результат всех измерений выражали в сантиметрах и заносили в индивидуальную карту.

В случае детекции СТ варианта гена CYP11B2 rs1799998 в 4,116 снижается риск преждевременного старения. При фиксации АА варианта гена FTO rs9939609 установлен повышающий градиент вероятности преобладания календарного возраста над биологическим в 2 раза; при этом ТА и/или ТТ варианты связаны с отсутствием преждевременного старения, а значит, с низкой вероятностью преобладания календарного возраста над биологическим. Полиморфные варианты CG и/или GG гена IL-6 rs18007795 сопряжены с низким биологическим возрастом, при этом гомозиготный аллель СС в 5 раз реже встречался у людей с более низким биологическим возрастом, в сравнении с календарным возрастом, что следует учитывать при составлении программы профилактики преждевременного старения у людей Дальневосточного региона. Способ осуществляют следующим образом.

У пациента, производится однократный забор материала (буккальный эпителий). По правилам взятия и пробоподготовки биоматериала необходимо следовать следующим инструкциям: за 1,5-2 часа воздержаться от приема пищи, чистки зубов, полоскания рта и курения, перед сбором генетического материала прополоскать рот теплой водой и вымыть руки, достать зонд с ватным наконечником из упаковки: открыть крышку и вытянуть зонд из пробирки за ручку-держатель, вращающими движениями с легким нажимом поводить ватным наконечником по внутренней стороне щеки (нужно сделать 20-30 вращений в течении 30 секунд). Затем проводится ПЦР-исследование буккального эпителия для анализа полиморфных вариантов генов CYP11B2 rs1799998 СС (mut/mut), СТ (mut/norm), ТТ (norm/norm); FTO rs9939609 ТТ (norm/norm), ТА (norm/mut), АА (mut/mut); IL6 rs1800795 CC (norm/norm), CG (norm/mut), GG (mut/mut).

При определении полиморфных вариантов генов CYP11B2 rs1799998, FTO rs9939609, IL6 rs1800795, и при определении варианта СТ гена CYP11B2 rs1799998, ТА или ТТ варианта гена FTO rs9939609, CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют низкую предрасположенность к раннему старению; при определении АА варианта гена FTO rs9939609 и CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют среднюю предрасположенность к раннему старению; при определении СС варианта гена CYP11B2 rs1799998, АА варианта гена FTO rs9939609, СС варианта гена IL6 rs1800795 определяют высокую предрасположенность к раннему старению.

Работоспособность заявляемого способа подтверждается следующими клиническими примерами.

Пример 1:

У пациента 34 лет при прохождении профилактического медицинского осмотра был произведен забор буккального эпителия. Активных жалоб у пациента нет. При определении полиморфных вариантов генов установлено: СТ вариант гена CYP11B2 rs1799998, ТТ вариант гена FTO rs9939609, GG вариант гена IL-6 rs18007795. Предрасположенность к раннему старению определена как низкая. Данные подтверждены путем расчета биологического возраста: 27,4 года и при углубленной оценке показателей липидограммы, глюкозы крови, гемодинамики. Пациенту нет необходимости в прохождении расширенного перечня обследований на возраст-ассоциированные заболевания.

Пример 2.

Пациентка 37 лет, без хронических заболеваний, состояние удовлетворительное, при прохождении профилактического медицинского осмотра прошла процедуру забора буккального эпителия. Выявлены: АА вариант гена FTO rs9939609, СС вариант гена IL-6 rs18007795, СС вариант гена CYP11B2 rs1799998. Установлена высокая предрасположенность к раннему старению. Проведены дополнительные обследования и выявлены: признаки дислипидемии, снижение уровня минутного объема кровообращения, относительно возрастных референсных значений, повышенное периферическое сосудистое сопротивление. По итогам расширенного осмотра пациентке даны рекомендации по изменению образа жизни, рекомендовано регулярное прохождение расширенного медицинского осмотра.

Список источников

1. Парцерняк, А.С. Хроническое воспаление и преждевременное старение - два параллельных процесса при полиморбидной сердечно-сосудистой патологии / А.С. Парцерняк, Ю.Ш. Халимов // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2019. -№3(67).-С. 78-82.

2. Артемьева, О.В. Воспалительное старение как основа возраст-ассоциированной патологии / О.В. Артемьева, Л.В. Ганковская // Медицинская иммунология. - 2020. - Т. 22.-№3.-С. 419-432.

3. Best В.P. Nuclear DNA damage as a direct cause of aging. / B.P. Best // Rejuvenation Res. 2009 Jun;12(3): 199-208.

4. Hardeland R. Aging, Melatonin, and the Pro- and Anti-Inflammatory Networks. / R. Hardeland //Int J Mol Sci. 2019 Mar 11;20(5):1223.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской генетике, геронтологии и кардиологии и может быть использовано для неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению. Осуществляют взятие образца буккального эпителия. Определяют полиморфные варианты генов CYP11B2 rs1799998, FTO rs9939609, IL6 rs1800795. При определении варианта СТ гена CYP11B2 rs1799998, ТА или ТТ варианта гена FTO rs9939609, CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют низкую предрасположенность к раннему старению. При определении АА варианта гена FTO rs9939609 и CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют среднюю предрасположенность к раннему старению. При определении СС варианта гена CYP11B2 rs1799998, АА варианта гена FTO rs9939609, СС варианта гена IL6 rs1800795 определяют высокую предрасположенность к раннему старению. Способ обеспечивает неинвазивную оценку предрасположенности к раннему старению путем определения полиморфных вариантов генов CYP11B2 rs1799998, FTO rs9939609, IL6 rs1800795. 2 пр.

Способ неинвазивной оценки предрасположенности к раннему старению, включающий взятие образца буккального эпителия, определение полиморфных вариантов генов CYP11B2 rs1799998, FTO rs9939609, IL6 rs1800795, и при определении варианта СТ гена CYP11B2 rs1799998, ТА или ТТ варианта гена FTO rs9939609, CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют низкую предрасположенность к раннему старению; при определении АА варианта гена FTO rs9939609 и CG или GG варианта гена IL6 rs1800795 определяют среднюю предрасположенность к раннему старению; при определении СС варианта гена CYP11B2 rs1799998, АА варианта гена FTO rs9939609, СС варианта гена IL6 rs1800795 определяют высокую предрасположенность к раннему старению.