Анализ частоты и спектра вариантов в гене тайтина в условно здоровой российской популяции

Актуальность. Ген тайтина (в русскоязычной литературе можно встретить также название титин/ коннектин) ассоциирован с развитием кардиомиопатий, однако его крупные размеры (294 тыс. пар оснований) обусловливают большое число уникальных генетических вариантов, интерпретация которых затруднена. Кроме того, на сегодняшний день не существует данных по спектру вариантов в условно здоровой российской популяции. Определение частоты и спектра вариантов тайтина позволит интерпретировать результаты молекулярно-генетического обследования у пациентов с сердечно-сосудистыми патологиями и оценить прогноз течения этих заболеваний.

Цель. Изучить спектр и частоту однонуклеотидных и укорачивающих вариантов в гене тайтина в условно здоровой российской популяции и сравнить с данными международных регистров, а также оценить степень их патогенности и распределение по структуре белка.

Материалы и методы. В исследование включены 192 мужчины в возрасте 55,8 ± 6,6 лет. Им было выполнено молекулярно-генетическое обследование при помощи технологии высокопроцессивного секвенирования, основанной на использовании набора целевых зондов ко всем кодирующим экзонам тайтина, с последующим подтверждением полученных генетических вариантов секвенированием по Сэнгеру.

Результаты. Аллельная частота миссенс-вариантов (с частотой менее 0,1 %) в гене тайтина в условно здоровой российской популяции составила 15,1 %, а укорачивающих вариантов — 0,52 %. По распределению с точки зрения патогенности 37,9 % из них являлись вариантами неопределенной значимости, 62 % — вероятно доброкачественными и 0,1 % — доброкачественными. Патогенных и вероятно патогенных вариантов выявлено не было. Найденные генетические варианты равномерно распределялись по всей длине молекулы тайтина.

Заключение. Вышеуказанные результаты совпадают с данными международных исследований и регистров. Использованный нами лабораторный метод секвенирования нового поколения с последующим подтверждением полуавтоматическим секвенированием по Сэнгеру может применяться в клинической практике и при создании базы данных генетических вариантов условно здоровой российской популяции.

1. Itoh-SatohM, HayashiT, Nishi H, et al.Titinmutations as the molecular basis for dilated cardiomyopathy. Biochem Biophys Res Commun. 2002 Feb 22; 291(2): 385-93. DOI: 10.1006/bbrc.2002.6448.

2. Herman DS, Lam L, Taylor MR, et al. Truncations of titin causing dilated cardiomyopathy. N Engl J Med. 2012 Feb 16; 366(7): 619-28. DOI: 10.1056/NEJMoa1110186.

3. Taylor M, Graw S, Sinagra G, et al. Genetic variation in titin in arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathyoverlap syndromes. Circulation. 2011 Aug 23; 124(8): 876- 85. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.005405.

4. PeledY,GramlichM,YoskovitzG, et al.Titinmutation in familial restrictive cardiomyopathy. Int J Cardiol. 2014 Jan 15; 171(1): 24-30. DOI: 10.1016/j.ijcard.2013.11.037.

5. Hinson JT, Chopra A, Nafissi N, et al. HEART DISEASE. Titin mutations in iPS cells define sarcomere insufficiency as a cause of dilated cardiomyopathy. Science. 2015 Aug 28; 349(6251): 982-6. DOI: 10.1126/science.aaa5458. PMID: 26315439; PMCID: PMC4618316.

6. Schafer S, de Marvao A, Adami E, et al. Titintruncating variants affect heart function in disease cohorts and the general population. Nat Genet. 2017 Jan; 49(1): 46- 53. DOI: 10.1038/ng.3719.

7. NortonN,LiD,RampersaudE,etal.Exomesequencing and genome-wide linkage analysis in 17 families illustrate the complex contribution of TTN truncating variants to dilated cardiomyopathy. Circ Cardiovasc Genet. 2013 Apr; 6(2): 144-53. DOI: 10.1161/CIRCGENETICS.111.000062.

8. Akinrinade O, Koskenvuo JW, Alastalo TP. Prevalence of Titin Truncating Variants in General Population. PLoS One. 2015 Dec 23; 10(12):e0145284. DOI: 10.1371/journal.pone.0145284.

9. van Spaendonck-Zwarts KY, Posafalvi A, van den Berg MP, et al. Titin gene mutations are common in families with both peripartum cardiomyopathy and dilated cardiomyopathy. Eur Heart J. 2014 Aug 21; 35(32): 2165-73. DOI: 10.1093/eurheartj/ehu050.

10. Ware JS, Amor-Salamanca A, Tayal U, et al. Genetic Etiology for Alcohol-Induced Cardiac Toxicity. J Am Coll Cardiol. 2018 May 22; 71(20): 2293-2302. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.03.462.

11. Merlo M, Sinagra G, Carniel E, et al. Familial CardiomyopathyRegistry. Poor prognosis ofrare sarcomeric gene variants in patients with dilated cardiomyopathy. Clin Transl Sci. 2013 Dec; 6(6): 424-8. DOI: 10.1111/cts.12116.

12. Golbus JR, Puckelwartz MJ, Fahrenbach JP, et al. Population-based variation in cardiomyopathy genes. Circ Cardiovasc Genet. 2012 Aug 1; 5(4): 391-9. DOI: 10.1161/CIRCGENETICS.112.962928.

13. Vikhlyantsev IM, Podlubnaya ZA. New titin (connectin) isoforms and their functional role in striated muscles of mammals: facts and suppositions. Biochemistry (Mosc). 2012; 77(13): 1515-35.

14. Vikhlyantsev IM, Podlubnaya ZA. Nuances of electrophoresis study of titin/connectin. Biophys Rev. 2017 Jun; 9(3): 189-199. DOI: 10.1007/s12551-017-0266-6

15. Vikhlyantsev IM, Okuneva AD, Shumilina UV, et al. Method for isolation of intact titin (connectin) molecules from mammalian cardiac muscle. Biochemistry (Mosc). 2013;78(5):455-62. DOI: 10.1134/S0006297913050039

16. Бойцов С.А., Драпкина О.М., Шляхто Е.В., и др. Исследование ЭССЕ–РФ (Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний и их факторов риска в регионах Российской Федерации). Десять лет спустя. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2021; 20(5):3007 https://doi.org/10.15829/1728-8800-2021-3007.

17. Akinrinade O, Heliö T, Lekanne Deprez RH, et al. Relevance of Titin Missense and Non-Frameshifting Insertions/Deletions Variants in Dilated Cardiomyopathy. Sci Rep. 2019 Mar 11; 9(1): 4093. DOI: 10.1038/s41598-019-39911-x.

18. Neagoe C, Opitz CA, Makarenko I, Linke WA. Gigantic variety: expression patterns of titin isoforms in striated muscles and consequences for myofibrillar passive stiffness. J Muscle Res Cell Motil. 2003; 24(2-3): 175-89. DOI: 10.1023/a:1026053530766.

19. Schafer S, Miao K, Benson CC, et al. Alternative Splicing Signatures in RNA-seq Data: Percent Spliced in (PSI). Curr Protoc Hum Genet. 2015 Oct 6; 87:11.16.1- 11.16.14. DOI: 10.1002/0471142905.hg1116s87.