Роль генетических факторов в развитии СПКЯ

Ключевые гены, имеющие отношение к развитию клинических проявлений СПКЯ представлены двумя основными группами.
В первую группу включены гены, контролирующие метаболические процессы обмена глюкозы и, соответственно, состояния гиперинсулинемии и инсулинорезистентности.
Во вторую группу включены гены, отвечающие за синтез стероидных гормонов и индивидуальную чувствительность тканей к андрогенам.
Изменения в структуре одного или нескольких из этих генов могут вызвать развитие тех или иных клинических симптомов (или симптомокомплексов), характерных для синдрома поликистозных яичников. Разнообразие клинических и биохимических проявлений СПКЯ объясняется взаимодействием между небольшим числом ключевых генов и внешними факторами.
Информация о генетической предрасположенности к СПКЯ позволяет врачу выявить причинно-следственные связи возникновения различных клинических проявлений СПКЯ и может быть полезна при выборе методов лечения.

Ген инсулина (INS)

Предпринятый в 1994 г. широкомасштабный генетический поиск областей сцепленности генов с инсулинзависимым сахарным диабетом (ИЗСД) позволил обнаружить в геноме человека 12 локусов предрасположенности к заболеванию на 9 различных хромосомах.
На 11 хромосоме в участке 11р15.5 располагается локус предрасположенности к инсулинозависимому сахарному диабету (IDDM2, insulin-dependent diabetes mellitus, locus 2). Локус предрасположенности IDDM2 расположен в гене (INS) на хромосоме 11. Область предрасположенности IDDM2 длиной 4,1 т.п.н. (тысяч пар нуклеотидов). Она состоит из тандемно повторяющихся единиц размером 14-15 п.н. с последовательностью AGAGGGGTGTGGGG . Число повторов в составе VNTR может варьировать от 26 до более чем 200. В зависимости от их числа аллели VNTR подразделяют на 3 класса.
Аллели класса I содержат от 26 до 63 повторяющихся единиц (VNTR).
Аллели класса II содержат от 64 до 140 VNTR.
Аллели класса III включают от 141 до 209 VNTR.
Носительство аллелей класса III аллелей связано с абдоминальным ожирением и предрасполагает к развитию сахарного диабета 2-го типа. При этом наблюдается повышенная секреция инсулина в связи с усиленной экспрессией гена. У женщин носительство аллелей класса III предрасполагает к развитию синдрома поликистозных яичников.

PPARy2

Ген PPAR?2 располагается на коротком плече третьей хромосомы (3p25). Рецепторы, относящиеся к группе рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом, являются факторами транскрипции в ядре и делятся на альфа, гамма и дельта-рецепторы. Гамма-рецепторы делятся на гамма-1, гамма-2 и гамма-3 рецепторы. Гамма-2 рецепторы являются специфическими для жировой ткани. Свое название эти рецепторы получили вследствие того, что были обнаружены в результате поиска молекул-мишеней для группы факторов, относящихся к так называемым пролифераторам пероксисом, увеличивающих содержание пероксисом в печени грызунов. После открытия значительно более широкого биологического значения этих рецепторов факторы пролиферации пероксисом стали называться лигандами PPAR. Естественными лигандами этих рецепторов являются свободные жирные кислоты и эйкозаноиды. После активации рецептор перемещается в клеточное ядро и активирует транскрипцию большого числа генов. Активация PPARy 2 приводит к следующим изменениям:

• снижается инсулинорезистентность
• изменяется дифференцировка адипоцитов
• подавляется ангиогенез, индуцируемый VEGF
• понижается уровень лептина (что приводит к усилению аппетита)
• падают уровни некоторых цитокинов (например, интерлейкина 6)
• повышается уровень адипонектина

PPARy 2 является мишенью действия некоторых противодиабетических препаратов, в частности относящихся к группе тиазолидиндионов (розиглитазон и пиоглитазон).
Часто встречаемым вариантом аллеля является замена цитозина на гуанин в экзоне 2 (C34G), что приводит к замене пролина на аланин в кодоне 12. Полиморфизм Pro12Ala гена рецептора y2, активируемого пролифератором пероксисом peroxisome proliferator-activated receptor y 2 (PPARy 2) связан с риском ожирения, инсулинорезистентности и развития сахарного диабета 2-го типа. Ген PPARy 2 экспрессируется в жировой ткани и регулирует дифференцировку адипоцитов и генную экспрессию в адипоцитах. Кроме того, ген экспрессируется и в бета-клетках поджелудочной железы. Поэтому возможно влияние аллеля Ala12 на секрецию инсулина поджелудочной железой. Фактором риска ожирения является носительство аллеля Ala12. Частота варианта Ala12 составляет 12-15%.
Своевременное выявление носительства данного аллеля позволяет рекомендовать изменения в диете, усиление физической активности и снижение массы тела, что позволяет практически полностью снизить риск развития диабета в этой группе лиц.

CYP11A

Ген, кодирующий цитохром P450scc (side chain cleavage enzyme, фермент отщепляющий боковую цепь).

Данный фермент лимитирует скорость реакции образования стероидов в яичниках и надпочечниках. Ген CYP11A располагается на длинном плече 15-й хромосомы в участке 15q24. Было показано, что усиление активности гена CYP11A лежит в основе повышенной продукции андрогенов.

Повышенная активность гена CYP11A была отмечена при наличии определенных нуклеотидных последовательностей в промоторной области гена. Одним из двух основных вариантов полиморфизма промоторной области гена CYP11A является наличие разного количества пентануклеотидных повторов TTTTA, начиная с позиции -528. Основными вариантами, наблюдаемыми в популяции являются варианты 216R, 226R, 236R и 241R. Наиболее распространенным является вариант 216R (около 60%). Следующим по частоте является вариант 226R (около 30%). Оказалось, что повышенная продукция андрогенов наблюдается при наличии всех полиморфных вариантов, кроме 216R. Эта группа вариантов обозначается как 216R- и ассоциируется с повышением риска развития синдрома поликистозных яичников у женщин. Вариант 216R является благоприятной с точки зрения репродуктивной функции формой фермента. Исследование на полиморфизм гена CYP11A рекомендуется при наличии признаков гиперандрогении у женщин (олигоменорея, ановуляция, повышенный рост волос на теле (гирсутизм), ультразвуковые и гормональные признаки СПКЯ) и при раннем выпадении волос у мужчин.
Знание варианта полиморфизма гена CYP11A помогает выработке правильного плана ведения пациентов с признаками гиперандрогении, метаболического синдрома и облысения.

AR

Ген рецептора андрогенов (AR) располагается на длинном плече X хромосомы (Xq12-13). Это один из самых загадочных генов, участвующих в реализации действия мужских половых гормонов на уровне клетки.

В регуляторном участке рецептора (участке транскрипции и активации), который получил название домена трансактивации находится высокополиморфная зона, состоящая из разного количества повторов аминокислоты гуанина, который кодируется разным числом повторов CAG в гене рецептора (цитозин-аденин-гуанин). В исследованиях in vitro было четко показано, что чем меньшее количество повторов в этой области присутствует в гене AR, тем большую активность проявляют андрогены на уровне клетки. Эти исследования были подтверждены клиническими исследованиями мужчин. Было показано, что мужчины-носители так называемых «коротких» форм рецептора (число повторов меньше 22) подвержены повышенному риску развития аденомы и рака предстательной железы.

У женщин наблюдается гораздо более сложная картина, связанная с тем, что в каждой клетке женщины имеется не одна (как у мужчин), а 2 X-хромосомы, причем только одна X-хромосома является «рабочей», а другая инактивирована. В разных клетках даже одной ткани могут быть инактивированы разные X-хромосомы, поэтому в разных клетках яичника могут быть включены разные варианты андрогеновых рецепторов.
Исследования полиморфизма AR в клинической практике базируются на классической публикации Hickey и соавт. (2002), показавших на популяции австралийских женщин европейского происхождения на первый взгляд парадоксальную связь между гиперандрогенией, ассоциированной с синдромом поликистозных яичников, и длиной полиморфного участка в домене трансактивации. Оказалось, что классическая форма СПКЯ ассоциирована с «длинными» (больше 22 повторов) вариантами гена AR.

Другие исследования показали достаточно сложную связь между количеством повторов и различными проявлениями гиперандрогении. В частности, сообщается о повышении риска СПКЯ при нормальном уровне тестостерона у женщин при наличии коротких форм полиморфизма, а также о возможной роли коротких форм полиморфизма как дополнительного фактора инсулинорезистентности при гиперандрогенных состояниях у женщин.
В настоящее время полиморфизм гена AR должен считаться не самостоятельным, а дополнительным маркером риска гиперандрогений. Интерпретация анализа осуществляется следующим образом.

• У мужчин: наличие коротких форм полиморфизма (<22R) считается фактором риска гиперпластических процессов предстательной железы.
• У женщин длинные формы (y 22R) являются дополнительным фактором риска классической (сопровождающейся повышенными цифрами тестостерона) формы СПКЯ.
• У женщин короткие формы (<22R) считаются дополнительным фактором риска развития метаболических нарушений и инсулинорезистентности, но только в сочетании с другими факторами риска.

Исследование целесообразно проводить в следующих случаях

• Дифференциальная диагностика различных форм гиперандрогенных состояний (нарушения функций гипоталамо-гипофизарной системы, адреногенитальный синдром и др.)
• Гирсутизм и другие проявления вирильного синдрома
• Хроническая ановуляция и другие нарушения менструального цикла
• Бесплодие
• Нарушения жирового обмена
• Наличие поликистозно-измененных яичников

Интерпретация результатов ПЦР-исследования

Существует два варианта представления результатов исследования:

• Наличие или отсутствии мутантного гена («+», «-»).Положительный (+) результат означает выявление генетических маркеров СПКЯ и свидетельствует о наличии генетической предрасположенности к данному виду нарушения метаболизма. Отрицательный (-) результат свидетельствует об отсутствии генетической предрасположен-ности к данному виду нарушения метаболизма.
• Результат выдается в виде кодов полиморфизмов по обоим генам (гомозигота, гетерозигота), например, результат С/С с шифром гена PPARG' означает, что мутации нет ни в одном гене (пациент гомозиготный по данному гену). Мы выдаем результаты именно в таком виде.

Образец результата анализа:

AR	Рецептор андрогенов	Метаболизм андрогенов	(CAG)n	Exon1	20R/22R*
CYP11A	цитохром P450scc	Биосинтеза стероидных гормонов	(TAAAA)n	Promotor	4R/6R**
INS-VNTR	инсулин	Метаболизм глюкозы	-23NphI (rs689)	VNTR class I/III	I/I ***
PPARG'	рецептор активатора пероксисом	Метаболический синдром	C/G	Pro12Ala	C/G ****

* - 20R и 22R – количество повторов в каждом из генов
** - 4R и 6R – количество повторов в каждом из генов
*** - гомозиготное состояние по нормальному гену
**** - данный ген находится в гетерозиготном состоянии

Нарушения метаболизма глюкозы		Нарушения метаболизма стероидов		Наличие генетической предрасположенности
I	II	III	IV
гиперинсулинемия	инсулино-резистентность	нарушение синтеза прегненолона из холестерина	повышенная чувствительность тканей кандрогенам
+	-	+	-	предрасположенность к СПКЯ
+	-	+	+	предрасположенность к СПКЯ и повышенной чувствительности тканей к андрогенам
+	+	+	-	предрасположенность к СПКЯ с состоянием инсулинорезистентности (выэаженный метаболический синдром)
+	+	+	+	предрасположенность к СПКЯ с развернутыми клиническими проявлениями
+	+			предрасположенность к метаболическому синдрому (высокая степень риска нарушений жирового обмена, артериальной гипертензии, сердечнососудистых заболеваний), которая может повлечь за собой нарушения репродуктивной функции, но не является фактором предрасположенности к СПКЯ
-	+	-		предрасположенность к состоянию инсулинорезистентности как части метаболического синдрома
-	-	-	+	предрасположенность к повышенной чувствительности тканей к андрогенам
+	-	-	+	предрасположенность к состоянию инсулинорезистентности как части метаболического синдрома
-	+	-	+	предрасположенность к состоянию инсулинорезистентности и повышенной чувствительности тканей к андрогенам
-	-	+	-	предрасположенность к нарушению метаболизма андрогенов и связанные с этим нарушения репродуктивной функции
-	+	+	+	предрасположенность к СПКЯ при наличии метаболических нарушений (ожирения, выявленных гиперинсулинемии натощак или постпрандиальной гипергликемии)
+	-	-	-	самостоятельного значения не имеет

Как читать таблицу: «+» означает наличие мутации в гене, «-» - отсутствие мутации в гене.