Инновационный образовательный проект «Диагностика и коррекция нарушений психического развития при наследственной патологии»

Цель проекта:
создание научно-учебного центра «Нейробиологическая диагностика детей и подростков»

Задачи проекта:
научные исследования в области нейробиологии психических расстройств; внедрение новых методов генетической и нейрофизиологической диагностики; обучение студентов, аспирантов и повышение квалификации специалистов

Участники проекта:
кафедра клинической психологии раннего детства факультета «Клинической и специальной психологии» МГППУ, Научный центр психического здоровья РАМН, НИИ педиатрии и детской хирургии МЗ России.

Внедрение новых методов нейрофизиологической диагностики.
Cравнительное ЭЭГ-картирование

Спектральный анализ и нейрометрика
Создание нормативных баз данных, включающих большое число здоровых испытуемых разного пола и возраста
Сравнение обследуемых с этими нормативами с помощью «Z- критерия»
Оценка соответствия «нормативным» данным (в границах 2 S.D.).

Сравнительное ЭЭГ-картирование позволяет определить :
Степень и характер нарушений корковой ритмики
Особенности онтогенетического курса
Характерный паттерн изменений ЭЭГ при синдромальных формах психической патологии
Изменения ЭЭГ на фоне терапии
Все это помогает уточнить диагноз, оценить эффективность терапии и подойти к пониманию патогенеза психических расстройств.

ЭЭГ ребенка в возрасте 12 лет. ЭЭГ не содержит патологических форм активности

Данные сравнительного ЭЭГ-картирования.
Выявлены выраженные нарушения амплитудно-частотной структуры ЭЭГ.

В структуре причин детской инвалидности
22% составляют хромосомные болезни,
21% - моногенные синдромы,
8% - наследственные дефекты метаболизма

Выявление синдромальных форм умственной отсталости
Синдром ломкой хромосомы Х

ЭЭГ больного в возрасте 11 лет

ЭЭГ-картирование

Экспоненциальный рост количества моногенных болезней и признаков.

Знание наиболее распространенных генетических синдромов необходимо психологам для эффективной диагностики и психологической реабилитации пациентов, а также в работе с их семьями. В настоящее время существуют несколько электронных баз данных для диагностики наследственных болезней.

UM
Pictures of Standard Syndromes and Undiagnosed Malformations

POSSUM был создан в 1987 году в Мельбурне

POSSUM содержит информацию о более чем 3 000 наиболее распространенных синдромах, включая моногенные синдромы, хромосомные болезни, метаболические болезни и скелетные дисплазии.

Молекулярное кариотипирование или сравнительная геномная гибридизация (array CGH, aCGH) .
Одной из новейших медико-генетических нанотехнологий, находящихся на стадии разработки и внедрения в клиническую медицину, является серийная сравнительная геномная гибридизация или array CGH (genome-wide microarray comparative genomic hybridization - array CGH).
Метод позволяет проводить компьютерный анализ нарушений ДНК всего генома больного ребенка с помощью биочипов и сравнительной геномной гибридизации.
Array CGH имеет чрезвычайно высокую разрешающую способность и позволяет находить микроанамалии генома, недоступные для выявления ранее разработанными методами, что способствует повышению эффективности диагностики наследственных болезней.

Молекулярное кариотипирование
Молекулярное кариотипирование на основе aCGH использует биочипы с разрешением анализа от 1 млн пар нуклеотидов до 3-5 нуклеотидов в то время как стандартное кариотипирование позволяет выявить нарушения размером от 5 –10 млн пар нуклеотидов.
aCGH в одном лабораторном исследовании выявляет одновременно все типы геномных дефектов, приводящих к различным наследственным болезням у детей.

Оптимизация CGH с помощью нанотехнологий: метод серийной CGH
Sanlaville et al. Arch. Pediatr. 2005

Высокоэффективная диагностика хромосомных аномалий (дополнительных маркерных хромосом) с помощью метода серийной CGH
Тетрасомия 12pter-12p13.31
Серийная CGH микродиссектированных
маркерных хромосом

Основные типы платформ для проведения скрининга хромосомных микроперестроек по всему геному с помощью серийной CGH
1). Платформы с разрешением 1 млн.п.н., состоящая из 2600- 4400 ДНК проб. Позволяет определять перестройки, затрагивающие определенные последовательности ДНК (50-70% выявляемых перестроек – 3 млн.п.н. и более).
2). Платформа для «ВАС» (бактериальные искусственные хромосомы)-серийной CGH, состоящая из 32 447 ВАС-проб. Позволяет сканировать геном с разрешением 100 т.п.н (более 70% выявляемых перестроек – менее 3 млн.п.н.).
3). Платформа для олигонуклеотидной серийной CGH, состоящая из 385 000 проб. Позволяет сканировать геном с разрешением 30 т.п.н. и менее, а также определять как хромосомные перестройки, так и генные мутации.

Заболевания, диагностика которых может проводиться с помощью коммерческих чипов для серийной CGH
Все известные делеционные синдромы (Вольфа-Хиршхорна, «крика кошки» и др.) и все известные микроделеционные синдромы (Ангельмана/Прадера Вилли, Миллера-Дикера, Смита-Магениса, ДиДжорджи/VCF, Вилльямса и др.);
Субтеломерные делеции (41 проба);
Моногенные заболевания, связанные с крупными делециями в последовательностях соответствующих генов (дистрофия Дюшена, туберозный склероз, синдромы Рубинштейна-Тэйби, Сотоса и др.);
Синдромы, связанные с численными хромосомными аномалиями, - Дауна, Патау, Эдвардса и анеуплоидии половых хромосом;
Онкологические заболевания, связанные с характерными хромосомными перестройками в малигнизированных клетках.

Технологии серийной CGH, которые находятся на стадии тестирования с целью внедрения в диагностическую практику
1) ВАС-серийный CGH скрининг генома с разрешением 100 т.п.н.
2) Олигонуклеотидный серийный CGH скрининг генома с разрешением менее 30 т.п.н.
А) 385 000 проб
Б) 244 000 проб
В) 185 000 проб
3) Серийный CGH анализ микроперестроек и делеций в генах хромосомы Х
4) Цифровой анализ новых данных, полученных с помощью серийной CGH, позволяющих дифференцировать геномные вариации без фенотипических последствий от изменений генома, приводящих к заболеванию (создание унифицированной и открытой базы данных о вариации генома человека).

ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
На основе использования комплексной диагностической системы будет получены следующие фундаментальные знания:
Будут определены частота и клиническое значение субмикроскопических («скрытых») геномных нарушений и геномных вариаций в группах детей с наиболее частыми формами наследственной патологии, включая недифференцированную умственную отсталость и множественные врожденные пороки развития, аутизм, шизофрению, широкий круг неврологических детских болезней.