Чуть более года назад у 65-летней женщины с тяжелой гипертрофической кардиомиопатией – состоянием, при котором сердечная мышца становится ненормально толстой, потенциально вызывающей опасные нерегулярные сердцебиения – были секвенированы ее гены перед ее первым посещением Penn Center for Inherited Сердечное заболевание. В этой последовательности группа по уходу за пациентом идентифицировала вариант в гене TNNT2, который связан с этим типом сердечного заболевания. Этот тип расстройства передается в семье. Однако анализ генетического скрининга пациентки показал противоречивые интерпретации того, как вариант гена TNNT2 может влиять на ее здоровье.
Команда под руководством Кирана Мусунуру, доктора медицины, доктора философии.D., доцент кафедры сердечно-сосудистой медицины и генетики и Анджали Тику Оуэнс, доктор медицины, доцент кафедры сердечно-сосудистой медицины, должны были выяснить, может ли этот вариант объяснить ее сердечное заболевание и должны ли двое детей и шесть внуков пациентки также пройти генетический скрининг. Для этого команда использовала анализ на основе стволовых клеток, который они разрабатывали, чтобы обеспечить индивидуализированные результаты для пациента и ее семьи. Выводы команды Penn описаны на этой неделе в Circulation.
"Все чаще и чаще люди узнают, что у них есть варианты генов болезней с неопределенным значением для их здоровья, благодаря секвенированию, проводимому по медицинским показаниям или напрямую потребителям," сказал Оуэнс. "С помощью нашего анализа у нас теперь есть способ начать определять потенциальное влияние этих вариантов на здоровье пациентов и членов их семей."
В течение 10 недель между первым и вторым визитами пациента в клинику в 2017 году команда Пенна использовала новую технику редактирования генов, разработанную в лаборатории Мусунуру, для быстрого создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, содержащих специфический для пациента вариант гена TNNT2. Эти адаптированные стволовые клетки – как бы персонализированные аватары – показали нормальную реакцию на химическое вещество, которое вызывает более быстрое биение в клетках сердца, что позволяет предположить, что этот вариант не вызывает болезни. Руководствуясь этим открытием, команда рекомендовала, чтобы члены семьи пациента не проходили генетический скрининг, но все равно наблюдались в будущем на предмет возможного утолщения сердечной стенки.
"Мы считаем, что это первый раз, когда стволовые клетки были использованы для оказания помощи пациентам и их семье в лечении сердечно-сосудистых заболеваний," сказал Мусунуру.
В рамках разработки теста команда создала библиотеку вариантов гена TNNT2 и выделила 14 уникальных типов. Согласно новому анализу, большинство из них были классифицированы как патогенные или вызывающие болезни. Платформа позволяет быстро вставлять определенные варианты генов в стволовые клетки с помощью комбинации CRISPR и других инструментов редактирования генов. Затем генетические аватары, содержащие уникальный вариант TNNT2 пациента, были индуцированы для созревания в клетки сердечной мышцы, чтобы проверить их реакцию на адреналин-подобное химическое вещество. Результаты показали, что вариант TNNT2 от пациента Оуэнса был доброкачественным.
Это первый тест нового теста на пациенте в режиме реального времени.
Используя тот же подход, команда сможет определить, какие варианты нейтральны, а какие потенциально опасны для других пациентов. Существенным преимуществом платформы по сравнению с предыдущими методами является то, что ее можно использовать для одновременного изучения множества различных вариантов пациента, потенциально до всех 4000 возможных вариантов гена TNNT2 в одном эксперименте.
"Это может помочь любому человеку в мире, у которого обнаружен вариант TNNT2, сделать лучший выбор в отношении ухода за ним," говорит Мусунуру.