782 0

Заболевание впервые описано как «прогрессирующий семейный хореоатетоз» (Syllaba, Неnnег, 1926; Louis Bar, 1941; Wells, Shy, 1957).

Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

Частота заболевания варьирует в разных популяциях от 1 на 40 тысяч до 1 на 100-300 тысяч населения.

Частота гетерозиготных носителей может колебаться в пределах от 0,7 до 7,7%, с наиболее вероятным значением 2,8%. Средняя частота мутантного аллеля составляет 0,007 (Swift et al., 1987).

Синдром Луи-Бар проявляется с раннего детского возраста прогрессирующей мозжечковой атаксией при первых попытках ходить. В дальнейшем присоединяются поражения стриопаллидарной системы в виде гипокинезии, хореатетоидных гиперкинезов в мышцах лица и рук, нарастает интенционный тремор и дискоординация, появляются нарушения речи в виде дизартрии с замедленным произношением слов.

У больных отмечаются симптомы диэнцефальных нарушений, а также в значительной степени проявляются симптомы медленно прогрессирующей умственной отсталости. Реже развивается паркинсоноподобный синдром с ригидностью и гипомимией. В 3-6 лет появляются телеангиэктазии, вначале на конъюнктиве глазных яблок (рис. 94), а в последующем на веках, лице, ушных раковинах , на слизистой оболочке ротовой полости, мягком и твердом небе, конечностях.

Рис. 94. Телеангиэктазии на конъюнктиве глазных яблок при синдроме Луи-Бар

На коже встречаются пятна «кофейного» цвета, единичные ангиомы, отмечаются участки гипер- и гипопигментации, явления кератоза, склеродермии. Способность к самостоятельному передвижению исчезает к 10-15 годам. Одним из наиболее значимых симптомов болезни является иммуннодефицитное состояние, проявляющееся повышенной склонностью к респираторным заболеваниям , синуситам, пневмониям с развитием бронхоэктазов и пневмосклероза на фоне гипогаммаглобулинемии и дисплазии вилочковой железы, а также задержки физического развития.

К экстраневральным проявлениям синдрома Луи-Бар относятся эндокринные нарушения по типу гипогенитализма, гипоплазии матки и яичников, а у мужчин - нарушения сперматогенеза, формирование высокого голоса. Не исключены изменения со стороны костной системы. Особенностью данного заболевания являются ранние прогерические изменения: поседение волос, атрофия кожи, исчезновение подкожно-жировой клетчатки в области лица, хронический себорейный блефарит и дерматит, сенильный кератоз.

В сыворотке крови больных отмечается высокая концентрация эмбрионального белка печени - альфа-фетопротеина. При патологоанатомическом исследовании обнаруживаются атрофия и глиоз мозжечка, бледного шара, черной субстанции, множественные телеангиэктазии в веществе мозга, а также аплазия вилочковой железы, недоразвитие аденогипофиза, бронхоэктазы.

Для больных характерна повышенная склонность к злокачественным новообразованиям, чаще лимфоидной ткани. У женщин с атаксией-телеангиэктазией значительно повышена частота рака молочной железы. Гетерозиготные носители заболевания могут иметь кожные изменения, иммунодефицитное состояние и достоверное повышение частоты злокачественных новообразований.

При ретроспективном анализе, двух групп обследуемых - взрослых кровных родственников больных (1599 человек) и их супругов (821 человек), проведенном в 131 семье с атаксией-телеангиэктазией - было показано, что частота рака была значительно выше в первой группе (Swift et al., 1991). Особенно большая частота злокачественных новообразований наблюдалась в подгруппе родственников, про которых достоверно было известно, что они являются гетерозиготными носителями гена ATM (294 человека).

Среди мужчин - носителей гена ATM риск развития рака любой локализации был повышен в 3,8 раза по сравнению с неносителями, а среди женщин-носительниц - в 3,5 раза, причем вероятность развития рака молочной железы у этих женщин оказалась повышена в 5,1 раза. Частота смертности от любых причин в группе кровных родственников больных, как мужчин, так и женщин также оказалась повышена в 3 и 2,6 раза соответственно, причем это особенно было заметно в возрастном периоде от 20 до 59 лет.

Для атаксии-телеангиэктазии характерно прогрессирующее течение. Наиболее частыми причинами летального исхода являются онкологические заболевания: различные формы злокачественных лимфом, медуллобластома, астроцитома, рак молочной железы, кожи, почек, яичников, а также интеркуррентные заболевания. Витальный прогноз неблагоприятен. Больные обычно погибают во второй или в начале третьей декады жизни.

Целый ряд особенностей характеризует культивируемые клетки пациентов с атаксией-телеангиэктазией. Они имеют менее продолжительный период жизни, требуют присутствия большего количества сывороточных ростовых факторов и склонны к образованию дефектов цитоскелета. Кроме того, наблюдается повышенная частота возникновения хромосомных разрывов, структурных перестроек и точечных мутаций в соматических тканях in vivo и в культивируемых клетках больных.

Пациенты с атаксией-телеангиэктазией и полученные от них культивируемые клеточные линии чрезвычайно чувствительны к ионизирующему облучению и радиомимикрирующим препаратам подобно тому, как чувствительны к ультрафиолету клетки пациентов с пигментной ксеродермой. Клетки пациентов с синдромом Луи-Бар оказываются аномально устойчивы к ингибирующему действию ионизирующей радиации по отношению к синтезу дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и продвижению по клеточному циклу, что позволяет предполагать наличие дефектов в контрольной точке перехода от G1- к 02-фазе клеточного цикла.

Этот последний признак используется для идентификации групп комплементации при классической форме болезни (Jaspers et al., 1988). Метод идентификации групп комплементации основан на анализе радиационной чувствительности гетеродикарионов, получаемых путем слияния культивируемых фибробластов от неродственных пациентов. Больных относят к разным группам комплементации, если нормализуется радиочувствительность образовавшихся при таком слиянии гибридных клеток.

Подобная диагностика позволяет разделить пациентов с атаксией-телеангиэктазией по крайней мере на четыре группы комплементации - А, С, D и Е, частоты которых среди больных составляют 55%, 28%, 14% и 3% соответственно (Jaspers et al., 1989). Само существование таких комплементационных групп рассматривалось как фактор клинической и, возможно, генетической гетерогенности. Однако было неясно, представляют ли эти группы мутантные варианты четырех разных генов или являются аллелями одного гена, способными к межаллельной комплементации.

Гетерозиготные носители мутаций в гене атаксии-телеангиэктазии клинически не могут быть диагностированы, хотя они имеют повышенный риск развития неоплазии и обладают повышенной радиочувствительностью. Очевидно, что выявление гетерозиготных носителей рецессивных мутаций, ассоциированных с тяжелыми моногенными заболеваниями человека, является важной практической задачей, способствующей профилактике таких заболеваний.

Разработанный относительно недавно метод анализа экспрессионного профиля генов, основанный на использовании современной микрочиповой технологии, позволяет надежно выявлять гетерозиготных носителей мутаций в гене атаксии-телеангиэктазии (Watts et al., 2002). Оказалось, что в культуре лимфобластов гетерозигот имеются характерные изменения уровней экспрессии многих генов, особенно очевидные при облучении клеток. Таким образом, гетерозиготные носители мутаций в гене атаксии-телеангиэктазии характеризуются определенным «экспрессионным фенотипом», анализ которого позволяет не только диагностировать таких пациентов, но и исследовать молекулярную природу повышенной радиочувствительности гетерозиготных клеток.

Один из наиболее быстрых диагностических тестов атаксии-телеангиэктазии основан на гиперчувствительности культивируемых лимфоцитов пациентов к гамма-облучению. Показано, что этот тест, выполненный на культуре клеток хориона плода, может быть эффективно использован для пренатальной диагностики заболевания уже в первом триместре беременности (Uerena et al., 1989).

При патоморфологическом исследовании наблюдаются дегенеративные изменения в коре мозжечка, причем в большей степени поражается червь, чем полушария, а также в зубчатом ядре, нижних оливах, подкорковых ганглиях, задних столбах спинного мозга, спиноцеребеллярных и полушарных трактах, периферических нервах. Вне нервной системы также могут диагностироваться злокачественные опухоли различной локализации.

Под нашим наблюдением состояло 14 пациентов с синдромом Луи-Бар, семейных случаев не было зарегистрировано. При исследовании кариотипа в одном случае было выявлено несколько клеточных линий с хромосомным дисбалансом, свидетельствующим о нестабильности генома - 48, XX, +6, +8, t(7;14) (q36;q11)/46, XX, t(7;14)/48, ХХ+6+8/46, ХХ/47, ХХ+8.

Генетическая нестабильность при атаксии-телеангиэктазии

Атаксия-телеангиэктазия характеризуется повышенной частотой канцерогенеза, иммунными дефектами, повышенной радиочувствительностью и генетической нестабильностью. При этом заболевании одновременно нарушены репарация ДНК, генетическая рекомбинация, структура хроматина и генетический контроль клеточного цикла. Мы уже упоминали о том, что при атаксии-телеангиэктазии наблюдается повышенная частота возникновения хромосомных перестроек как in vivo в соматических тканях, так и в культивируемых клетках больных.

Наиболее часто в перестройки вовлекается хромосома 14 и особенно область 14q12. Специфическая перестройка t(14;14)(q12;q32) обнаруживается в Т-клетках 10% пациентов с атаксией-телеангиэктазией. Характерными нарушениями также являются перицентрические инверсии хромосомы 7. При атаксии-телеангиэктазии описан новый тип перестройки между хромосомами 7 и 14-теломерно-центромерная транслокация (tct), следующая за двойной дупликацией (Aurias et al., 1988).

Места разрывов хромосом при перестройках-7q14, 7q35,14q12,14qter, 2p11, 2p12 и 2q11-q12, часто соответствуют сайтам локализации членов иммуноглобулинового суперсемейства генов: IGK, IGH, IGL, TCRA, TCRB, TCRG (Gatti et al., 1985; Aurias et al., 1986). Фактор, вызывающий хромосомные перестройки при атаксии-телеангиэктазии, является растворимым пептидом с молекулярным весом от 500 до 1000 кД (Shaham, Becker, 1981). Он присутствует в плазме пациентов и в культуральной среде фибробластов больных, но отсутствует в экстракте самих фибробластов.

В культивируемых Т-лимфоцитах пациентов с атаксией-телеангиэктазией часто наблюдаются теломерные слияния хромосом (Kojis et al., 1989). Подобным слияниям способствует укорочение теломер, которое естественным образом происходит в процессе онтогенеза и в соответствии с современными представлениями рассматривается как один из факторов старения человека. Показано, что у пациентов с атаксией-телеангиэктазией с возрастом повышается скорость укорочения теломер (Metkalfe et al., 1996).

Частота внутрихромосомной рекомбинации в культивируемых фибробластах больных с атаксией-телеангиэктазией в 30-200 раз выше, чем в контрольных линиях (Меуп, 1993). При этом частоты межхромосомной рекомбинации близки к нормальным. Повышенная частота рекомбинации является еще одним фактором генетической нестабильности, который, по-видимому, может вносить определенный вклад в увеличение частоты злокачественных новообразований при атаксии-телеангиэктазии.

Все перечисленные выше особенности атаксии-телеангиэктазии позволяют предполагать, что основной дефект при данном заболевании связан с системой негативной регуляции клеточного цикла, направленной на поддержание генетической стабильности.

Картирование гена ATM

При генетическом анализе семей с атаксией-телеангиэктазией было обнаружено сцепление мутантного гена с полиморфными ДНК-маркерами длинного плеча хромосомы 11, что позволило отнести ген ATM в область 11q22-q23 (Gatti et al., 1988). В процессе этой работы было исключено сцепление гена со 171 маркерами, перекрывающими около 35% всего генома. Интересно, что в этом же районе картируются три гена, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулиновых генов. Один из них - THY1, наиболее тесно сцепленный с геном ATM, кодирует главный поверхностный гликопротеин Т-клеток, обильно представленный в тимоцитах и нейронах. Два других гена CD3 и NCAM кодируют дельта цепь Т-клеточного антигена Т3 и молекулу клеточной адгезии нейронов соответственно.

Дальнейший анализ с использованием панели из 10 маркеров позволил локализовать ген ATM в области 11q23, причем гены четырех групп комплементации - А, С, D и Е, представляющих около 97% всех семей с атаксией-телеангиэктазией, картировались в одной и той же цитогенетической области.

Анализ сцепления гена ATM с ДНК-маркерами этой области, проведенный более чем в 180 семьях с атаксией-телеангиэктазией, проживающих в различных частях мира, не выявил какой-либо генетической гетерогенности заболевания (Gatti et al., 1993). Во всех семьях, за исключением двух, мутантный ген картировался в области 11 q22.3 в районе протяженностью в 6 сМ.

Анализ сцепления гена ATM с вариабельными микросателлитными повторами, проведенный на основе межлабороторного консорциума в 176 семьях из США, Великобритании, Турции, Италии и Израиля, ограничил область локализации кандидатного гена маркерами, находящимися на расстоянии около 500 кб друг от друга. При этом максимальное сцепление было показано для локуса D11S535.

Идентификация гена ATM

Идентификация гена ATM была осуществлена методами позиционного клонирования (Savitsky et al., 1995а; 1995b). Прежде всего были изолированы и проклонированы в дрожжевых YAC-векторах фрагменты ДНК, полностью перекрывающие геномную область поиска гена. В клонированных фрагментах было найдено более 20 различных вариабельных маркеров, главным образом микросателлитных повторов, и была построена подробная физическая карта этой области, а также сконструирована космидная библиотека ее центральной части.

Поиск транскрибируемых последовательностей осуществляли двумя методами: (1) гибридизацией иммобилизованных на твердом матриксе геномных ДНК, изолированных из космидных и YAC клонов, с набором комплементарной дезоксирибонуклеиновой кислоты (кДНК) из различных тканеспецифических библиотек генов и (2) амплификацией экзонов. С использованием техники радиационных гибридов отобранные фрагменты кДНК и амплифицированные экзоны были вновь картированы в области 11q22-q23.

Таким образом, была сконструирована подробная экспрессионная карта этой области. Пулы смежных кДНК-овых фрагментов и экзонов, предположительно представляющих одни и те же транскрипционные единицы, были использованы для повторного скрининга тканеспецифических кДНК-овых библиотек. Оказалось, что кластер из пяти кДНК-овых фрагментов и трех экзонов, тесно сцепленных с маркером D11S535, локализован в одном кДНК-овом клоне размером 5.9 кб, изолированном из фибробластной библиотеки генов.

Кроме того, из различных библиотек было изолировано 10 других кДНК-овых клонов, гибридизующихся с изолированными экспрессирующимися последовательностями и содержащих перекрывающиеся фрагменты кДНК меньшего размера. 5.9-кб кДНК содержала открытую рамку считывания, состоящую из 5124 нуклеотидов и включающую стоп-кодон, 538 нуклеотидов 3"-нетранслируемого района с поли(А)-сигналом и 259 нуклеотидов 5"-нетранслируемой области, представляющих собой фрагмент интрона.

Сопоставление этой кДНК с физической картой геномной области показало, что соответствующий ген транскрибируется в направлении от центромеры к теломере. Этот эволюционно консервативный ген экспрессируется во всех изученных типах клеток и тканей. Величина основного РНК-транскрипта составляет 12 кб. Кроме того, в некоторых тканях обнаружены минорные матричные рибонуклеиновые кислоты (мРНК) варьирующей длины, возможно, представляющие собой продукты альтернативного сплайсинга.

При систематическом скрининге мутаций в идентифицированном гене в клеточных линиях пациентов с атаксией-телеангиэктазией и в семьях различного этнического происхождения были найдены небольшие делеции или инсерции, часто сопровождающиеся сдвигом рамки считывания или приводящие к потере 1-3 аминокислот в консервативных участках белка (Savitsky et al., 1995а; Vorechovsky et al., 1998). Таким образом, было доказано, что именно этот ген, получивший название ATM (ataxia-telangiectasia mutated), ответственен за синдром Луи-Бар. Мутации в новом гене были обнаружены у больных с различными комплементационными формами атаксии-телеангиэктазии, что явилось доказательством их аллельной природы.

Кодирующая часть гена ATM состоит из 68 небольших экзонов, распределенных на площади в 150 кб геномной ДНК (Uziel et al., 1996; Rasio et al., 1995). Первые два экзона гена 1a и 1b альтернативно сплайсируются. Ген ATM является одним из членов семейства ATM-родственных генов, участвующих в регуляции клеточного цикла, в контроле длины теломеры и/или в ответе на повреждение flHK (Zakian V.A. 1995).

Кандидатный ген для атаксии-телеангиэктазии (названный авторами ATDC) был независимо идентифицирован другой исследовательской группой (Brzoska et al., 1995). Его причастность к развитию заболевания была доказана при изучении способности ингибировать чувствительность к радиоионизирующему облучению в первичных культурах фибробластов, полученных от больных с комплементационной группой D атаксии-телеангиэктазии.

Первичный биохимический дефект. Две группы наблюдений способствовали лучшему пониманию молекулярных основ патогенеза атаксии-телеангиэктазии: (1) главной причиной гибели облученных культивируемых кпеток больных является необычный характер рбЗ-опосредоваьного апоптоза, (2) ген ATM относится к семейству высококонсервативных генов, продукты которых необходимы для прохождения контрольных точек клеточного цикла.

Для объяснения плейотропного фенотипа, наблюдаемого при атаксии-телеангиэктазии, разработана модель, в которой продукт гена ATM (Atm) играет критическую роль в сети сигнальной трансдукции, активирующей множественные клеточные функции в ответ на повреждение ДНК (Меуп, 1995). В соответствии с этой моделью первичный дефект при атаксии-телеангиэктазии непосредственно не связан с системой репарации ДНК. Белок Atm активирует по крайней мере пять клеточных функций при повреждении ДНК: предотвращает р53-опосредованный апоптоз, активирует функцию р53 в отношении индукции системы репарации ДНК и прохождения G1-S контрольной точки, направляет прохождение S фазы и G2-M контрольной точки.

Функциональный дефект гена ATM результируется в неспособность (1) сдерживать прохождение контрольных точек при повреждении ДНК, (2) активировать систему репарации ДНК при ее повреждении и (3) предотвращать переключение на апоптоз при спонтанном или индуцированном повреждении ДНК. Вследствие этого могут возникать нарушения в нормальном процессе онтогенетической перестройки генов иммуноглобулинов, ведущие к генетической нестабильности и канцерогенезу. Нарушение системы апоптоза ответственно за повышенную радиочувствительность гомозигот и специфическую гибель клеток пациентов, ведущую к церебеллярной атаксии, атрофии тимуса, лимфоцитопении и недостатку зародышевых клеток.

Полноразмерная кДНК гена ATM кодирует повсеместно экспрессирующийся белок Atm, состоящий из 3058 аминокислот с молекулярной массой около 350 кД (Savitsky et al., 1995b; Byrd et al., 1996). В культивируемых фибробластах, также как и в других клетках in vivo, этот белок преимущественно локализован в ядрах, хотя в лимфоидных тканях он присутствует как в ядерных, так и в микросомальных фракциях (Brown et al., 1997). На всех стадиях клеточного цикла его уровень и локализация остаются постоянной. Гамма-облучение нормальных клеток или обработка их радиомимикрирующими препаратами (в частности, неокарзиностатином) не оказывает влияния на уровень Atm, в отличие от р53, содержание которого резко возрастает при этих воздействиях.

Белок Atm имеет значительное сходство с семейством эукариотических медиаторов сигнальной трансдукции, вовлеченных в регуляцию перехода контрольных точек клеточного цикла (Rotman, Shiloh, 1998). В первичных культурах клеток, полученных от больных с атаксией-телеангиэктазией, эта система перехода нарушена (Painter et al., 1982). Энзиматический контроль продвижения по клеточному циклу, рекомбинации и ответа клетки на повреждение ДНК осуществляется высокомолекулярными белками, принадлежащими семейству фосфотидилинозитол-3"-киназ (PI3"K) .

Такими киназами для фазы G1 клеточного цикла являются TOR1 и TOR2 у дрожжей и их гомологи у млекопитающих, обозначаемые mTOR или RAFT у крыс и FRAP у человека. Наибольшее сходство между Atm и дрожжевыми белками, достигающее 32-42%, наблюдается в С-терминальной области, состоящей из 400 аминокислотных остатков. Этот район имеет большое сходство с липидкиназным доменом каталитической субъединицы р110 - медиатора сигнальной трансдукции РI3"К-типа в клетках млекопитающих. Однако Atm не обладает липид-киназной активностью, а является специфической серин/треонинкиназой.

Наиболее функционально значимой мишенью каталитической активности Atm является супрессорный белок р53. В норме при гамма-облучении уровень р53 возрастает в 3-5 раз, однако подобной индукции не происходит в клетках больных. В связи с этим было высказано предположение о том, что продукт гена атаксии-телеангиэктазии действует на более ранней стадии по сравнению с р53 в метаболическом пути, ведущем к активации переходов G1-S и G2-M (Kastan et al., 1992).

Белок Atm, обладающий эндогенной киназной активностью, фосфорилирует р53 по серину в 15 положении (Banin et al., 1998; Canman et al., 1998). Bo взаимодействие с p53 вовлечены два района Atm, один из которых, расположенный на С-конце, соответствует РI3"-киназному домену (Khanna et al., 1998). При ионизирующем облучении (в отличие от УФ-облучения) киназная активность Atm по отношению к р53 быстро нарастает.

В ответ на генотоксический стресс повышается сродство р53 к специфическим последовательностям ДНК. In vitro этот процесс регулируется С-терминальными последовательностями р53, содержащими два сайта фосфорилирования по серину. В необлученных клетках серины в положениях 376 и 378 фосфорилированы. При ионизирующем облучении происходит дефосфорилирование ser378, необходимое для создания конценсусного сайта связывания для белков 14-3-3, после чего повышается аффинитет р53 к специфическим последовательностям ДНК (Waterman et al., 1998).

При облучении клеток, мутантных по гену ATM, ser376 в белке р53 остается фосфорилированным, и р53 не связывается с белками 14-3-3. Фосфорилирование р53 киназой Atm приводит к появлению транскрипционной активности р21 с последующей остановкой клеточного цикла. В дефектных по гену ATM клетках этот процесс резко замедляется.

Эктопическая экспрессия гена ATM в мутантных клетках восстанавливает индуцированное ионизирующим облучением фосфорилирование р53, в то время как при введении антисмысловых АТМ-мРНК в нормальные клетки эта активность подавляется. Таким образом, одной из важнейших функций Atm является активация и стабилизация р53. Мутации в гене ATM серьезным образом нарушают функционирование р53-опосредуемой системы остановки клеточного цикла в ответ на повреждение ДНК.

В клетках, дефектных по ATM, нарушен правильный ответ на оксидативный стресс (Shackelford et al., 2001). Мутантные фибробласты проявляют повышенную чувствительность к т-бутилгидропироксиду, обусловленную неспособностью индуцировать функции р53, необходимые для корректной регуляции прохождения фаз G1-G2 клеточного цикла.

Еще одним следствием дефектного прохождения контрольной точки G1-S при ионизирующем облучении является «радиоустойчивый синтез ДНК» - явление, которое наблюдается у больных с атаксией-телеангиэктазией, склонных к развитию опухолей. Для начала репликации ДНК необходимо появление циклин-зависимой киназы 2 (Cdk2), активируемой фосфатазой Cdc25a путем дефосфорилирования Cdk2. При повреждении ДНК или остановке репликации Cdc25a становится неактивной.

Это достигается путем фосфорилирования Atm-киназой сигнальной молекулы Chk2 и последующего фосфорилирования С11к2-киназой фосфатазы Cdc25a по серину в 123 положении - рис. 95 (Falck et al., 2001). В результате происходит временная остановка репликации ДНК. Таким образом, сигнальный путь Atm-Chk2-Cdc25a-Cdk2 предотвращает «радиоустойчивый синтез ДНК». Показано, что экспериментальная инактивация функции сигнальной киназы Chk2 в культуре клеток человека приводит к частичному «радиоустойчивому синтезу ДНК» (Falck et al., 2002).

При гиперэкспрессии полноразмерной кДНК гена ATM в клетках, мутантных по гену ATM, происходит коррекция многих дефектов, определяющих повышенную радиочувствительность (Zhang et al., 1997). Так, увеличивается выживаемость трансдуцированных клеток после радиооблучения, уменьшается число индуцируемых облучением хромосомных аберраций, уменьшается «радиоустойчивый синтез ДНК», частично корректируется прохождение контрольных точек клеточного цикла и восстанавливается индуцируемая стрссом киназная активность. Эти результаты доказывают множественный характер эффекторных функций киназы Atm и являются основанием для разработки перспективных подходов к генотерапии атаксии-телеангиэктазии.

Рис. 95. Модель индуцируемого ионизирующей радиацией прохождений S-фазы клеточного цикла: А) в норме; Б) в клетках, дефектных по ATM

Центральная часть белка Atm (между 95-1080-м аминокислотными остатками) имеет гомологию с дрожжевым белком Rad3, требующимся для перехода контрольной точки G2-M клеточного цикла. Мутации в гене Rad3 у дрожжей сопровождаются повышением чувствительности к гамма- и ультрафиолетовому облучению. Atm имеет высокий процент гомологии еще по крайней мере с двумя белками дрожжей: с Esr1/Mec1 - белком, одновременно участвующим в репарации ДНК и в мейотической рекомбинации, и с пептидной последовательностью YBL088, кодируемой геном tell (Greenwell et al., 1995).

Ген med был идентифицирован как дрожжевой гомолог гена ATM (Paulovich, Hartwell, 1995). Основной функцией гена tell является поддержание нормальной длины теломер, определяющих стабильность линейных хромосом эукариот. Мутации в этом гене у дрожжей ведут к резкому сокращению числа теломерных повторов. Необычайно большой продукт гена tell (322 kD) имеет мотивы, присутствующие в РI3"-киназах.

Двойные мутанты Schizosaccharomyces pombe по генам teh и rad3 (teh-; rad3-) с высокой частотой теряют теломерные последовательности всех трех хромосом (Naito et al., 1998). Из-за нестабильности хромосом они плохо растут, образуя колонии необычной формы. Однако при длительном культивировании с высокой частотой появляются колонии с нормальной морфологией. Все три дрожжевые хромосомы в этих колониях оказываются кольцевыми и не имеют теломерных последовательностей.

Это первый пример эукариотических клеток, в которых все хромосомы кольцевые. Производные этих клеток формируют очень мало жизнеспособных спор, что указывает на серьезные нарушения процесса мейоза в клетках с кольцевыми хромосомами, не имеющими теломер. Оказалось, что гены teh и med функционально родственны, а продукт гена ATM способен одновременно выполнять функции каждого из этих двух дрожжевых гомологов (Morrow et al., 1995). Таким образом, участие Atm в поддержании теломерных участков хромосом не вызывает сомнения.

В необлученных клетках Atm находится в состоянии димеров или мультимеров, при этом его киназный домен связан с районом, окружающим серии в 1981 положении (Bakkenist, Kastan, 2003). Облучение клеток индуцирует межмолекулярное аутофосфорилирование по serl 981, следствием чего является диссоциация димеров и активация Atm-киназы - рис. 96.

Рис. 96. Модель активации Atm-киназы при облучении

Большинство молекул Atm в клетке быстро фос-форилируются даже при низких дозах облучения, и их связывание с фосфоспецифическими антителами обнаруживается после введения в клетку всего нескольких молекул ДНК, имеющих двунитевые разрывы.

Обусловленные двунитевыми разрывами изменения структуры хроматина индуцируют аутосросфорилирование по ser1981 и диссоциацию димеров Atm. Активированные мономеры Atm свободно мигрируют и фосфорилируют субстраты, такие как р53 и белок Nbs1, необходимый для образования Вгса1-репарационного комплекса. Таким образом, активация Atm-киназы, по-видимому, является начальным событием в ответе клетки на облучение, причем этот процесс не зависит от прямого связывания белка с разорванными нитями ДНК, а скорее является результатом изменений в структуре хроматина.

Среди большого количества субстратов, активируемых Atm в ответ на облучение клетки низкими дозами ионизирующей радиации, можно выделить гистон Н2АХ и р53-связывающий белок 53ВР1 (Fernandez-Capetillo et al., 2002). 53ВР1 является одним из участников ответа клетки на повреждение ДНК. Этот белок относится к семейству Вгса1-родственных белков, имеющих специфические С-терминальные повторы, таких как дрожжевой белок Rad9 и белки млекопитающих Bardl, Nbs1, и сам Brcal. 53ВР1 играет центральную роль в регуляции прохождения S- и 02-контрольных точек при действии ионизирующей радиации или других генотоксических агентов.

После облучения клетки этот белок обнаруживается в ядрах вблизи от двунитевых разрывов, где он оказывается колокализован с активированным жетоном Н2АХ. Подобное расположение этих двух белков способствует организации мест повреждений ДНК и облегчает доступ сериновой протеинкиназе Atm к специфическим субстратам - рис. 97 (Abraham, 2002; DiTullio et al., 2002).

Рис. 97. 53ВР1-зависимый путь регуляции контрольных точек клеточного цикла при действии ионизирующей радиации

Оказалось, что активация гистона Н2АХ необходима для накопления белка 53ВР1 и некоторых других факторов в структуре хроматина на расстоянии, не превышающем нескольких мегобаз от двойного разрыва. Локальная концентрация сигнальных трансдукционных комплексов в этой области приводит к амплификации начального сигнала, предотвращающего вхождение клетки в 62-фазу митоза - рис. 98.

Рис. 98. Модель АТМ/Н2АХ/53ВР1-опосредованной регуляции прохождения контрольной точки G2-M

В опухолевых клетках, экспрессирующих мутантный р53, 53ВР1 постоянно локализован в центре ядер и ATM-зависимый путь регуляции прохождения контрольных точек клеточного цикла оказывается конститутивно активирован (Femandez-Capetillo et al., 2002).

Киназная активность Atm необходима и для фосфорилирования Вгса 1, которое происходит в ответ на облучение клеток (Cortez et al., 1999). Показано, что m vivo и in vitro эти два белка способны образовывать комплекс, после чего Вгса1 фосфорилируется в районе, содержащем кластеры серин-глютаминовых остатков. По-крайней мере 4 серина в этом районе фосфорилируются - serl 189, serl457, serl 524, ser1542. Клеточная линия, в которой в результате мутации в гене BRCA1 отсутствуют 2 сайта фосфорилирования в соответствующем белке (ser1423 и ser1524), характеризуется гиперчувствительностью к облучению.

Таким образом, фосфорилирование Вгса1 Atm-киназой играет критическую роль в правильном ответе клеток на двунитевые разрывы ДНК. При облучении клеток гиперфосфорилированию по двум сайтам (ser664 и ser745) подвергается также белок CtIP, ассоциированный с Вгса1, и этот процесс также требует присутствия Atm-киназы (Li et al., 2000). После фосфорилирования происходит диссоциация комплекса CtlP-Brca1 - рис. 99.

Рис. 99. Модель регуляции Atm-киназой транскрипционной активности Вгса1

Мутации в гене CTIP, затрагивающие сайты фосфорилирования, нарушают процесс высвобождения Вгса1 из комплекса. При этом происходит устойчивая репрессия Brcal -зависимой индукции Gadd45, происходящая в норме при ионизирующем облучении клеток. Активация гена GADD45 ионизирующей радиацией зависит от присутствия р53, и эта система также оказывается нарушенной в клетках, мутантных по гену ATM.

Авторы полагают, что Atm может модулировать Brcal -опосредованную регуляцию гена GADD45, происходящую при повреждении ДНК. По-видимому, именно эти молекулярные механизмы лежат в основе предрасположенности к раку молочной железы больных с атаксией-телеангиэктазией и гетерозиготных носителей мутаций в гене ATM. На рис. 100 суммированы современные представления о сигнальных путях, активируемых АТМ-киназой в ответ на ионизирующее облучения.

Рис. 100. Современные представления об индуцируемых ионизирующей радиацией сигнальных путях, опосредуемых Atm-киназой

Показано взаимодействие Atm еще с двумя белками: белком промежуточных филамент виментином, являющимся субстратом для протеинкиназы С, а также с ингибитором протеинкиназы С, кодируемым геном РКСИ (Brzoska et al., 1995). Авторы предположили, что Atm и белки-ингибиторы протеинкиназы С являются партнерами в сигнальном пути, индуцируемом ионизирующей радиацией и опосредуемом протеинкиназой С.

С использованием 2-гибридной дрожжевой системы было показано, что Atm in vitro взаимодействует с бета-адаптином - одним из компонентов адапторного комплекса цитоплазматических везикул, участвующего в клатрин-опосредуемом рецепторном эндоцитозе (Lim et al., 1998). Atm взаимодействует также с нейрональным гомологом бета-адаптина - p-NAP, который был идентифицирован как аутоантиген у больных с церебеллярной дегенерацией. По-видимому, продукт гена ATM может принимать участие во внутриклеточном транспорте везикул и/или белков, и это еще одна его функция.

Мутации в гене ATM

При молекулярном анализе гена ATM в 36 клеточных линиях, полученных от неродственных пациентов с атаксией-телеангиэктазией, мутации были найдены в 30 случаях (Wright et al., 1996). 27 из них оказались делециями, варьирующими по величине от 2 до 298 нуклеотидов. Была обнаружена 1 инсерция и две миссенс-мутации. В 3 случаях были обнаружены 9-нуклеотидные делеции, затрагивающие кодон 2546 в экзоне 54.

Подобные делеции были найдены ранее у 5 неродственных пациентов; они составляют около 8% всех мутаций, идентифицированных в гене ATM. При аналогичном анализе, проведенном в 55 семьях с атаксией-телеангиэктазией, были идентифицированы 44 мутации, 39 из которых (89%) полностью инактивировали функции Atm (Gilad et al., 1996a). Большинство пациентов были компаунд-гетерозиготами.

В одной из обзорных работ был проведен анализ более 100 мутаций, идентифицированных к тому времени в гене ATM (Concannon, Gatti, 1997). Около 70% мутаций приводят к преждевременной остановке трансляции и образованию укороченного белка. Многие из них нарушают процесс сплайсинга, следствием чего является ошибочное вырезание более половины кодирующей части гена.

У больных с атаксией-телеангиэктазией, гомозиготных по мутациям, приводящим к преждевременной терминации трансляции, как правило, не обнаруживается укороченных форм Atm. Большие размеры гена ATM, случайный характер внутригенного распределения мутаций и их разнообразие затрудняют использование молекулярных методов анализа в диагностических целях или как способ идентификации гетерозиготных носителей. Это не касается тех популяций, в которых удается проследить эффект основателя. Так например, среди евреев северо-африканского происхождения найдена однотипная нонсенс-мутация 103С-Т, скрининг которой может быть весьма эффективен в данной этнической группе (Gilard etal., 1996b).

В другом исследовании было показано, что около половины (48%) мутаций в гене ATM сопровождаются аномальным сплайсингом с последующим образованием укороченного белка (Тегаока et al., 1999). Менее половины сплайсинговых мутаций затрагивали канонические сайты сплайсинга: акцепторный - AG и донорный - GT.

Остальные мутации встречались в менее консервативных сайтах сплайсинга, включая последний нуклеотид экзонов, или создавали новые сайты сплайсинга в интронах или в экзонах. Ни в одной из клеточных линий с идентифицированными сплайсинговыми мутациями не удалось обнаружить иммунологических форм Atm. В ряде случаев авторам не удалось найти геномные мутации, приведшие к ошибочному вырезанию экзонов.

Широкий спектр мутаций, 25% из которых составили миссенс-мутации и небольшие делеции без сдвига рамки считывания, найден у пациентов из Великобритании с атаксией-телеангиэктазией, сочетающейся с лейкемией, лимфомами или Т-клеточной прелейкемической пролиферацией (Stankovic et al., 1998). В двух семьях, больные которых отличались менее выраженной церебеллярной дегенерацией, была обнаружена однотипная миссенс-мутация 7271T-G. Гомо- и гетерозиготное носительство этой мутации достоверно ассоциировано с повышенным риском рака молочной железы.

Супрессорная роль гена ATM

Потеря гетерозиготности в области локализации гена ATM в опухолевых тканях наблюдается в 50-60% раков молочной железы и легочных карцином, а также часто встречается в других малигнизированных тканях, включая карциномы кишечника, яичников, нейробластомы и меланомы (Rasio et al., 1995).

Все это дает основание предполагать, что ATM относится к числу генов супрессоров опухолей. Злокачественные новообразования развиваются у 30% пациентов с атаксией-телеангиэктазией, то есть риск развития опухолей повышен у них более чем в 100 раз. По-видимому, неслучайным является то, что лимфоидные опухоли являются наиболее частыми при атаксии-телеангиэктазии, также как в мутантной линии мышей, дефектных по р53. В лимфоидных клетках в норме происходят разрывы нитей ДНК во время перестройки иммуноглобулиновых генов. Для исключения ошибок в этом процессе необходимо нормальное функционирование системы перехода контрольной точки G1 при повреждении ДНК.

Кроме того, у гетерозигот по мутациям в гене ATM, составляющих около одного процента всего населения, в 3-5 раз повышен риск развития онкологических заболеваний. Напомним, что повышенная частота неоплазии, в частности раков молочной железы, наблюдается у гетерозиготных носителей мутаций в гене р53 -доминантный синдром Ли-Фраумени (Swift et al., 1987; 1991).

Онкологические заболевания у носителей мутаций в гене ATM дебютируют в относительно раннем возрасте. В соответствии с теоретическими моделями, основанными на оценке частоты рака молочной железы у близких родственниц (матерей, сестер) больных с атаксией-телеангиэктазией, около 8% женщин, у которых заболевание развилось в возрасте до 40 лет, несут мутации в гене ATM. В группе больных раком молочной железы, находящихся в возрасте от 40 до 59 лет, доля гетерозиготных носительниц мутаций в гене ATM снижается до 2% (Easton, 1994).

Для испытания этой гипотезы была проведена прямая оценка частоты гетерозиготного носительства мутаций в гене ATM в выборке из 400 женщин с ранним дебютом рака молочной железы (FitzGerald et al., 1997). Обследование проводилось с использованием упоминавшегося выше теста на укороченный белок (РТТ) , к образованию которого приводят до 70% всех мутаций в гене ATM. По две мутации были найдены как в исследуемой, так и в контрольной группе, состоящей из 200 женщин того же возраста без рака молочной железы. Таким образом, частоты мутаций в гене ATM, приводящих к образованию укороченного белка, в группе женщин с ранним дебютом рака молочной железы оказались сопоставимы с общепопуляционными значениями и не превышали 1%.

Эти данные находятся в противоречии с результатами исследования, проведенного в семьях больных с атаксией-телеангиэктазией (Athma et al., 1996). Среди родственников больных была отобрана группа женщин, у которых развился рак молочной железы. С помощью ДНК маркеров, фланкирующих ген ATM, был проведен анализ носительства мутаций в гене ATM у каждой из представительниц этой группы. Оказалось, что относительный риск развития рака молочной железы у носительниц мутаций в гене ATM составляет 3,8 по сравнению С теми родственницами, у которых не было таких мутаций. Эта оценка риска возникновения рака молочной железы при гетерозиготном носительстве мутаций в гене ATM близка к той, которая была получена ранее (Easton, 1994).

Описание семей с множественными раками, в которых больные оказываются гетерозиготными носителями мутаций в гене ATM, также подтверждает супрессорную роль гена ATM. В одной из таких семей мутация в гене ATM, приводящая к ошибочному вырезанию экзона 61, была идентифицирована у двух сестер, у которых рак молочной железы развился в возрасте 39 и 44 лет соответственно, а также у их матери, у которой в возрасте 67 лет был диагностирован рак почек (Bay et al., 1999). В опухолевых тканях одной из сестер была обнаружена потеря гетерозиготности в области локализации трех генов - ATM, BRCA1 и BRCA2.

Высокая частота гетерозиготных носителей мутаций в гене ATM была обнаружена среди датских больных со спорадическими формами рака молочной железы (Broeks et al., 2000). У 82 пациентов в этом наблюдении рак молочной железы развился в возрасте до 45 лет. У 7 (8,5%) женщин были обнаружены гетерозиготные мутации в гене ATM, причем трое из них оказались носителями однотипной сплайсинговой мутации - IVS10-6T-G. По данным авторов у гетерозиготных носителей мутаций в гене ATM в 9 раз повышен риск возникновения рака молочной железы в относительно раннем возрасте.

Для объяснения противоречивого характера описанных выше эпидемиологических данных и результатов прямых скринирующих исследований мутаций, основанных на тесте на укороченный белок, была выдвинута гипотеза о том, что в наибольшей степени с раком молочной железы ассоциированы редкие миссенс-мутации в гене ATM, а также широко распространенные полиморфные варианты этого гена.

Для оценки функциональной значимости подобных мутаций были сконструированы клеточные линии, экспрессирующие различные патогенные миссенс-мутации и нейтральные полиморфизмы гена ATM (Scott et al., 2002). Две изучаемые группы нуклеотидных замен изначально различались по способности корректировать радиочувствительный фенотип клеток, дефектных по ATM.

Оказалось, что только при экспрессии миссенс-мутации, но не нейтральных полиморфизмов, контрольные клетки утрачивали способность индуцировать под действием ионизирующего облучения киназную активность Atm, следствием чего была хромосомная нестабильность и снижение общей жизнеспособности клеток. При этом уровни экспрессии мутантного и эндогенного Atm в трансдуцированных клетках были сопоставимы.

По-видимому, мутантный и нормальный варианты белка конкурируют друг с другом при мультимеризации Atm. Результаты этих экспериментов показывают, что миссенс-мутации и в гетерозиготном состоянии способны оказывать ингибирующее влияние на функцию Atm, поэтому не может быть исключена их ассоциация с предрасположенностью к раку молочной железы и другим онкологическим заболеваниям.

Мутации в гене ATM были обнаружены у больных со спорадической Т-клеточной пролимфотической лейкемией - редкой клональной злокачественной неоплазией, имеющей черты сходства со зрелой Т-клеточной лейкемией, часто развивающейся у пациентов с атаксией-телеангиэктазией (Vorechovsky et al., 1997). 2 из 17 идентифицированных мутаций были описаны ранее у больных с атаксией-телеангиэктазией.

Одна из них-упоминавшаяся выше рекуррентная делеция 9 нуклеотидов, другая - редкая миссенс-мутация, выявленная у пациента с атипичной формой атаксии-телеангиэктазии. Примечательно, что, в отличие от атаксии-телеангиэктазии, среди остальных генетических дефектов, обнаруженных при пролимфотической лейкемии, был высокий процент миссенс-мутации, кластерированных в районе, соответствующем киназному домену Atm. Миссенс-мутации в гене ATM обнаружены также у пациентов с В-клеточными non-Hodgkin лимфомами (Vorechovsky et al., 1997).

Инактивация функции Atm играет критическую роль в патогенезе большинства случаев mantle-клеточной лимфомы (MCL) , цитогенетическим маркером которой служит транслокация t(11;14). При этой транслокации часто оказывается делетированной расположенная в точке разрыва хромосомы 11 в области 11q22-q23 последовательность ДНК протяженностью в 1 мб,включающая локус ATM (Stilgenbauer et al., 1999).

В связи с этим был выполнен мутационный анализ гена ATM у 12 пациентов с MCL, семь из которых имели делецию одной из копий гена ATM (Schaffner et al., 2000). Во всех семи случаях были обнаружены инактивирующие точковые мутации в оставшемся аллеле гена ATM. Кроме того, у двух пациентов, не содержащих делеции в области 11q, также были идентифицированы гомозиготные мутации в гене ATM. В 3 случаях мутации в гене ATM были обнаружены только в опухолевых клетках.

Экспериментальные модели

Интересные результаты получены на экспериментальных мышиных моделях атаксии-телеангиэктазии (Barlow et al., 1996; Elson et al., 1996; Xu et al., 1996). У животных с направленно инактивированным геном Atm наблюдаются многие фенотипические особенности, характерные для атаксии-телеангиэктазии, такие как задержка роста, дефекты иммунной системы, нейродегенеративные процессы, высокая чувствительность к ионизирующему облучению, повышенная фрагментация хромосом в мейозе, склонность к формированию злокачественных опухолей. Показана высокая чувствительность клеток, изолированных из органов с патологическими изменениями, в частности клеток Пуркинье мозжечка, к оксидативному стрессу (Barlow et al., 1999).

У нулевых мутантов по гену Atm, также как и по гену р53, развиваются главным образом Т-клеточные лимфомы. Очевидно, оба эти гена оказывают сходное влияние на формирование тимоцитов. Скорость образования Т-клеточных лимфом резко повышается у двойных нулевых мутантов по генам Atm и р53, что указывает на комплементарный характер их антионкогенной роли (Westphal et al., 1997). Потеря функции Atm приводит к появлению лишь частичной устойчивости тимоцитов к индуцируемому радиацией апоптозу, и эта устойчивость становится полной при дополнительной потере функции р53.

При действии ионизирующей радиации в тимусе происходит фосфорилирование белка р53 Atm-киназой и активация сигнальной системы контроля клеточного цикла в ответ на повреждение ДНК. При отсутствии киназы Atm этот сигнальный путь не работает, следствием чего может быть иммунодефицит, аномальный клеточный ответ на облучение, а также бесплодие в результате дефектного продвижения по клеточному циклу в мейозе с полследующей дегенерацией половых клеток.

Все эти симптомы наблюдаются у больных с атаксией-телеангиэктазией, и аналогичные фенотипические особенности характерны для мышей, мутантных по гену Atm. Нарушения взаимодействия белка Atm с бета-адаптином в цитоплазме могут влиять на аксональный транспорт и перемещение везикул в центральной нервной системе и этим могут объясняться нейрональные дисфункции и нейродегенеративные процессы, часто сопутствующие атаксии-телеангиэктазии. Плейотропность заболевания может быть обусловлена тем, что в разных тканях экспрессируются различные мишени Atm и, возможно, экспрессируются различные члены семейства Atm-белков, функции которых могут перекрываться, дополнять и частично замещать функции Atm (Brown et al., 1999).

Функциональным гомологом киназы Atm у Drosophila melanogaster является продукт гена mei-41, принадлежащий семейству Р13К-содержащих белков. В линии mei-41 - Drosophila melanogaster наблюдаются дефекты перехода контрольных точек G1-S и G2-M (Hari et al., 1995). У мутантных гомозигот mei-41 (-/-) нарушен процесс мейотической рекомбинации, и потому они обладают высокой чувствительностью к действию ионизирующей радиации и различных химических мутагенов. В соматических клетках таких мух повышена частота хромосомных разрывов и перестроек. Процент подобных нарушений резко возрастает при Х-облучении, так что после облучения в дозе 220 R каждая клетка, прошедшая через метафазу деления, содержит по крайней мере один хромосомный дефект.

Наследственные болезни, ассоциированные с молекулярными дефектами в сигнальных путях, регулируемых Atm-киназой.

NBS-синдром

Сходный с атаксией-телеангиэктазией характер хромосомной нестабильности и гиперчувствительности клеток к ионизирующей радиации обнаруживается у пациентов с NBS-синдромом (Nijmegen breakage syndrome) - редким аутосомно-рецессивным заболеванием, характеризующимся микроцефалией, задержкой роста, иммунодефицитом и предрасположенностью к развитию злокачественных опухолей.

В области 8q21 идентифицирован ген NBS1, ответственный за это заболевание. Этот ген, содержащий 16 экзонов, распределенных на участке более 50 кб геномной ДНК, активно экспрессируется во всех изученных тканях с образованием двух мРНК-транскриптов размером 2,4 и 4,4 кб (Carney et al., 1998). У большинства больных с NBS-синдромом в гене NBS1 обнаруживается однотипная делеция пяти нуклеотидов, приводящая к сдвигу рамки считывания. Описаны и другие мутации, также сопровождающиеся преждевременным прекращением трансляции.

Белок, кодируемый геном NBS1, получил название нибрин или Nbs1. Он состоит из 754 аминокислот и содержит четыре домена. Два из них гомологичны доменам, присутствующим в белках, регулирующих прохождение контрольных точек клеточного цикла. Один домен участвует во взаимодействии с ДНК и последний - имеет гомологию с С-терминальнм доменом Brcal.

Основной функцией нибрина является регуляция репарации двунитевых разрывов ДНК. Оказалось, что нибрин идентичен белку р95 репарационного комплекса, включающего пять белков: р95, р200, р400, Мге11 и Rad50 (Varon et al., 1998). Показано, что экспериментальная инактивация функции нибрин-Мге11 (также как и сигнальной киназы Chk2) в культуре клеток человека приводит к частичному «радиоустойчивому синтезу ДНК» (Falck et al., 2002).

Клиническое сходство NBS-синдрома и атаксии-телеангиэктазии явилось основанием для анализа функциональных взаимоотношений между белковыми продуктами генов NBS1 и ATM (Lim et al., 2000; Zhao et al., 2000; Wu et al., 2000). Оказалось, что Atm и нибрин являются участниками общего сигнального пути, опосредующего нормальный ответ клетки на ионизирующее облучение - рис. 100.

В течение часа после облучения нормальных клеток нибрин фосфорилируется по нескольким сериновым сайтам, в том числе по ser278, ser343, ser397 и ser615. Эта реакция необходима для поддержания радиоустойчивости клеток. Клетки, мугантные по сериновым сайтам фосфорилирования нибрина, гиперчувствительны к облучению. Как в облученных, так и в интактных клетках в системе in vitro и in vivo Atm образует комплекс с нибрином и активированная облучением Atm-киназа фосфорилирует этот белок по упоминавшимся выше сайтам (Gatei et al., 2000).

Фосфорилирование нибрина Atm-киназой необходимо для активации контрольной точки S-фазы, образования репарационного ядерного комплекса: нибрин-Мге11-Rad50 и реализации клеточного ответа на повреждение ДНК, индуцированного облучением. Таким образом, взаимодействие между Atm и нибрином опосредует связь между активацией контрольных точек при повреждении ДНК и ее репарацией. Подобной реакции не наблюдается в клетках, дефектных по ATM или несущих мутацию S343A в гене NBS1, которая затрагивает один из сайтов фосфорилирования. Эти биохимические нарушения лежат в основе клинического сходства между двумя родственными заболеваниями.

Болезнь, подобная атаксии-телеангиэктазии

Описаны больные с относительно мягким течением атаксии-телеангиэктазии, у которых были обнаружены мутации в гене MRE11A, гомологичном гену мейотической рекомбинации mrel 1 дрожжей (Stewart et al., 1999). У этих больных были сопутствующие симптомы, характерные для NBS-синдрома. Авторы назвали данную форму заболевания атаксии-телеангиэктазии-подобная болезнь (ATLD) . Ген MRE11A картируется недалеко от гена ATM в области 11 q21, поэтому диагностика этих двух заболеваний на базе генетического анализа крайне затруднена. Исходя из размеров двух генов, предполагается, что около 6% больных с клиническим диагнозом атаксии-телеангиэктазии несут мутации не в гене ATM, а в гене MRE11 А.

Синдром Секеля

К семейству ATM-родственных генов относится гомолог дрожжевого гена med ген ATR (ataxia telangiectasia and rad3-related gene), обозначаемый также как FRP1, локализованный в области 3q22-q24. Ген ATR был идентифицирован по гомологии с геном mTOR, контролирующим рапомицин-чувствительное продвижение по фазе G1 клеточного цикла. Выявлена прямая регуляторная связь между Rad17 и сигнальными РI3"-киназами, кодируемыми генами ATM и ATR (Bao et al., 2001).

При обработке клеток генотоксическими агентами в норме происходит Atm/Atr-зависимое фосфорилирование белка Rad17 по двум сайтам ser635 и ser645. Миссенс-мутации, приводящие к замене серина на аланин в любом из этих сайтов, нарушают индукцию контрольной точки G2 в ответ на повреждение ДНК, что приводит к резкому увеличению чувствительности клеток к генотоксическому стрессу.

В настоящее время доказано существование двух параллельных путей, активируемых проксимальными киназами Atm и Atr при различных типах повреждения ДНК - рис. 101.

Рис. 101. Atm/Atr-сигнальная цепь, активируемая при различных типах повреждения ДНК

Atm-зависимый сигнальный путь ответственен за репарацию двунитевых разрывов ДНК, и он может активироваться на всех фазах клеточного цикла. В Atm-зависимый сигнальный путь могут вовлекаться многие компоненты Atr-зависимого сигнального пути, который также ответственен за репарацию двунитевых разрывов, однако его активация происходит гораздо медленнее. Основной функцией Atr-зависимого сигнального пути является исправление репликационных дефектов, которые могут возникать при действии УФ-облучения или каких-то генотоксических агентов.

Так, ДНК-алкилирующие соединения могут активировать оба сигнальных пути. Активация Atr-киназы и взаимодействующего с ней белка-партнера Atrip, а также их приближение к дефектному месту осуществляется с помощью белка репликации A (Rpa), способного связываться с однонитевой ДНК. Следствием этого является активация ключевой киназы Chk1, осуществляющей ингибирование Cdc25 и остановку клеточного цикла в ответ на повреждение ДНК.

Недавно была обнаружена сплайсинговая мутация в гене ATR у больных из двух пакистанских семей с синдромом Секеля (O"Driscoll et al., 2003). Это редкое аутосомно-рецессивное заболевание, впервые описанное Вирховым и более подробно изученное Секелем в 1960 году. Синдром Секеля имеет клинические черты, общие с NBS-синдромом. Характеризуется внутриутробной гипотрофией и соответственно низкой массой тела при рождении на фоне доношенной беременности.

Специфичны микроцефалия, узкое лицо с клювовидным носом, большие глаза, редкие волосы, деформированные низко расположенные ушные раковины. Аномалии скелета включают клинодактилию V и гипоплазию I пальца кисти, отсутствие некоторых эпифизов фаланг, уменьшение проксимальной части лучевой кости, врожденный вывих бедра, головки радиальной кости, сандалевидную щель, а в дальнейшем формирование кифоза, сколиоза, плоскостопия. Возможна частичная адонтия и дефекты эмали. У мальчиков нередко наблюдается гипоплазия наружных половых органов, крипторхизм. Психомоторное развитие в раннем возрасте соответствует норме, но в дальнейшем отмечается значительная задержка и умственная отсталость различной степени выраженности.

LIG4-синдром

К клинически сходному классу заболеваний относится 1_Ю4-синдром, характеризующийся необычными чертами лица, микроцефалией, иммунодефицитом, панцитопенией, задержкой роста и развития. Клетки больных обладают повышенной радиочувствительностью. В отличие от клеточных линий, полученных от пациентов с NBS-синдромом, в них не нарушена система прохождения контрольных точек клеточного цикла, но повреждена система репарации двунитевых разрывов ДНК. Причиной заболевания в этом случае оказались мутации в гене ДНК-лигазы IV - (LIQ4), принимающей непосредственное участие в репарации двунитевых разрывов ДНК путем негомологичного соединения концов (O"Driscoll et al., 2001).

Синдром Блума (нанизм с поражением кожи; врожденная телеангиэктатическая эритема с задержкой роста). Синдром Блума является еще одним аутосомно-рецессивным заболеванием, для которого характерна хромосомная нестабильность, сочетающаяся с задержкой роста, чувствительностью к солнечному облучению, телеангиэктазией, гипер- и гипопигментацией кожи и предрасположенностью к злокачественным новообразованиям.

Впервые синдром Блума описан D.BIoom в 1954 г., имеет аутосомно-рецессивный тип наследования (German et al., 1994, Ellis et al., 1994). Клинически характеризуется низкой массой тела при рождении на фоне доношенной беременности, микро- и долихоцефалией. Лицо узкое, с массивным носом, гипоплазией скуловых костей, телеангиэктатической эритемой в виде бабочки.

Нарушение пигментации кожи представлено пигментными пятнами по типу «кофе с молоком», а также депигментированными участками кожи, ихтиозоформными изменениями. Больные низкого роста с пропорциональным строением тела, сохраняется высокий тембр голоса. Характерны нарушения полового развития: гипогенитализм с гипоспадией и крипторхизм у мальчиков; нарушение менструальной функции у девочек. Наблюдается синдром «раннего старения».

По данным иммунологического исследования отмечается дефицит IgA и IgG, что способствует предрасположенности к инфекционным заболеваниям среднего уха, верхних дыхательных путей, а после 30 лет -возникновению злокачественных опухолей лимфоретикулярных органов, желудочно-кишечного тракта. Большую диагностическую ценность имеет увеличение частоты обменов между сестринскими хроматидами в культуре лимфоцитов и фибробластов.

Под нашим наблюдением состоит семья, имеющая двух детей с вышеуказанным диагнозом. I беременность закончилась мертворождением, от II родился пробанд, III-VIII беременности закончились выкидышами раннего срока, от IX беременности родилась больная девочка. Представленный случай синдрома Блума длительно оставался недифференцированным, что связано с фенотипическим сходством ряда генетически гетерогенных заболеваний.

Ген BLM, ответственный за развитие заболевания, картирован в области 15q26.1. Он кодирует RecQ-подобный белок 3 (RecQI3) , входящий в белковый комплекс репарации двунитевых разрывов ДНК путем гомологичной рекомбинации и непосредственно участвующий в стабилизации ферментов репликации и репарации ДНК. Показано прямое взаимодействие между белками Atm и RecQI3 (Beamish et al., 2002). Область связывания с RecQI3, расположенная между 82-м и 89-м аминокислотными остатками Atm, полностью совпадает с областями связывания Atm с р53 и Brcal.

Ассоциированное с митозом гиперфосфорилирование RecQI3 частично зависит от Atm-киназной активности, так как Atm фосфорилирует thr99 и thrl 22 в N-терминальном районе RecQI3. Ионизирующее облучение нормальных клеток индуцирует дозозависимое фосфорилирование RecQI3 по thr99, и этого не происходит в дефектных по ATM клетках. Таким образом, правильное взаимодействие между Atm и RecQI3 необходимо для поддержания статуса нормальной радиочувствительности клетки.

Анемия Фанкони

Основной функцией гена FANCD2, мутантного при наиболее частой форме анемии Фанкони, является обеспечение правильного взаимодействия между белками, дефектными при анемии Фанкони, и Brcal -репарационным комплексом. В нормальных клетках при повреждении ДНК белок, кодируемый геном FANCD2, моноубиквитинизируется и перемещается к ядерным белковым фокусам.

Показано, что активированный белок FancD2 колокализован с Brcal в белковых комплексах, индуцированных ионизирующей радиацией, а также в синаптонемальных комплексах мейотических хромосом. Оказалось, что при облучении клеток происходит фосфорилирование FancD2 активированной Atm-киназой по ser222 (Taniguchi et al., 2002). Этот шаг необходим для индукции прохождения контрольной точки S-фазы.

Авторы определили, что фосфорилирование FancD2 по ser222 и моноубиквитинизация по Iys561 являются независимыми посттрансляционными модификациями, регулирующими различные сигнальные пути. Гомозиготные инактивирующие мутации в гене FANCD2 одновременно повышают чувствительность клеток к митомицину С и к ионизирующей радиации.

В.Н. Горбунова, Е.Н. Имянитов, Т.А. Ледащева, Д.Е. Мацко, Б.М. Никифоров

Атаксия-телеангиэктазия — сложное генетическое нейродегенеративное заболевание, которое может проявиться в раннем детстве. Заболевание характеризуется постепенным нарушение координации произвольных движений (атаксия), развитие красноватых поражений кожи и слизистой оболочки из-за постоянного расширения группы кровеносных сосудов (телеангиэктазии) и нарушениями функционирования иммунной системы (например, клеточного и гуморального иммунодефицита), что приводит к повышенной восприимчивости в верхних и нижних дыхательных путях. У людей с атаксией- телеангиэктазией также повышен риск развития определенных злокачественных новообразований, особенно рак лимфатической системы, кроветворных органов (например, лейкемия) или рак мозга.

Прогрессивная атаксия, как правило, развивается в грудном возрасте и поначалу может характеризоваться аномальным расхождением в движениях головы по отношению к туловищу. По мере прогрессирования заболевания это состояние приводит к невозможности нормально двигаться, а иногда даже и ходить к позднему детству или подростковому возрасту. Атаксия часто сопровождается затруднением в произношении слов вследствие нарушения речевого аппарата, а также нарушением способности координировать движения глаз, в том числе возникновением непроизвольных, быстрых, ритмичных движений глаз при попытке сосредоточиться на определенных предметах.
Кроме того, к 6-7 годам у ребенка может появится расширение мелких сосудов кожи, часто появляющиеся на открытых участках кожи, таких как мост носа, уши и определенные области конечностей, а также слизистые оболочки глаз.

Телеангиэктазия (стойкое расширение мелких сосудов) у ребенка, подобную картину можно заметить у пожилых лиц.

Ранним симптомом атаксии-телеангиэктазии является уменьшением мышечной координация, как правило, когда ребенок начинает ходить. Координация (особенно в области головы и шеи) становится нарушенной, и могут возникнуть непроизвольные сокращения мышц. В большинстве случаев психическое функционирование не затрагивается, и большинство детей в умственных способностях никак не отстают от детей без данного заболевания.

Видимые расширенные кровеносные сосуды обычно начинаются в глазах (глаза выглядят кровяным) в возрасте от трех до шести лет, хотя телеангиэктазия может проявится раньше. Эти пятна могут распространиться на веки, лицо, уши, и возможно, другие участки тела. Быстрое моргание глаз и движения, а также поворот головы могут развиваться постепенно. Иногда могут возникать носовые кровотечения. Аденоиды, миндалины и периферические лимфатические узлы могут развиваться аномально или не развиваться вовсе. Мышечная координация в области головы и шеи может быть постепенно нарушена, вызывая рефлексы кашля и проблемы с глотанием, дыханием.

Задержку роста можно объяснить дефицитом гормона роста. Преждевременное старение происходит примерно у девяноста процентов пораженных людей и характеризуется седыми волосами с сухой, тонкой, морщинистой или обесцвеченной кожей в подростковом возрасте.

Из-за нарушения иммунной системы больные с синдромом атаксии-телеангиэктазии подвергаются риску к хроническим или легочным инфекциям, повторяющимся случаям пневмонии и хронического бронхита.

Примерно у одного из трех пораженных людей развивается , как правило, рак определенных злокачественных новообразований, особенно лимфатической системы или лейкемии. Воздействие рентгеновских лучей, увеличивает частоту возможных опухолей.

В некоторых случаях может возникнуть легкая форма сахарного диабета . — это заболевание, при котором происходит недостаточная выработка гормона инсулина. Первичные симптомы могут проявиться в виде повышенной жажде и мочеиспускание, потерю веса, отсутствие аппетита и усталость.

Записи не найдены

Причины

Атаксия телангиэктазия наследуется как аутосомно-рецессивный тип наследования признаков. Генетические заболевания определяются двумя генами, один из которых получен от отца, а другой-от матери.

Рецессивные генетические нарушения происходят, когда человек наследует один и тот же ген для одного и того же признака от каждого родителя.

Ген заболевание, которое вызывает атаксии-телеангиэктазии, известный как ген 11q2/ATM. Хромосомы несут в себе генетические особенности каждого человека. Пары хромосом человека пронумерованы от 1 до 22, с неравной 23-й парой хромосом X и Y для мужчин и двумя хромосомами X для женщин.

Исследователи определили, что ген ATM затрагивает белок, который играет роль в регулировании деления клеток после повреждения ДНК. (ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота является носителем генетического кода.) Белок, который известен как ATM является ферментом, который обычно реагирует на повреждение ДНК, вызывая накопление белка p53, который предотвращает деление клеток. Тем не менее, у лиц с атаксия-телеангиэктазия, патологические изменения в гене вызывает отсутствие или недостаток белка ATM и задерживается накопление белка p53. В результате клетки с повреждением ДНК продолжают разделяться без соответствующего восстановления их ДНК, вызывая повышенный риск развития рака.

Формы атаксии, как не перепутать атаксию Луи-Бар с другими формами

Атаксия — ходьба с неустойчивой походкой, вызванная нарушением мышечной координации. Существует множество форм атаксии. Некоторые атаксии передаются по наследству, некоторые имеют другие причины и иногда атаксия может быть симптомом других расстройств. Чтобы найти информацию о других типах атаксии.

Симптомы следующих расстройств могут быть похожими на атаксию-телеангиэктазию. Сравнения могут быть полезны для диагностики:

• Атаксия Фридрейха — это генетическое, прогрессирующее, неврологическое расстройство движения, которое обычно проявляется до подросткового возраста. Начальные симптомы могут включать неправильную осанку, частые падение ребенка и прогрессирующие трудности ходьбы из-за нарушения способности координировать движения. У пациентов с атаксией Фридрейха могут также развиться аномалии некоторых рефлексов; характерные деформации стопы; несогласованность рук; невнятная речь; и быстрые, непроизвольные движения глаз. Атаксия Фридрейха может также быть связана с кардиомиопатией, болезнью сердечной мышцы, которая может характеризоваться одышкой при нагрузке, болью в груди и нарушениями сердечного ритма (сердечные аритмии). В отдельных случаях также может развиться сахарный диабет , состояние, при котором наблюдается недостаточное выделение гормона инсулина. Атаксия Фридрейха может быть унаследована как аутосомно-рецессивный признак.
• Атаксия Пьера-Мари — нервно-мышечный синдром наследуется как доминантный признак. Также известный как болезнь Пьера Мари или наследственная мозжечковая атаксия . Ранним симптомом является неустойчивость, при походке вниз по лестнице или по неровной земле. Частые падения могут произойти по мере того как развиваются сопутствующие симптомы, такие как тремор, потеря координации и невнятность речи. На более поздних стадиях также может произойти небольшая потеря зрения
• Зуб Шарко-Мари-Тута представляет собой группу нарушений, при которых поражаются моторные и сенсорные периферические нервы, что приводит к мышечной слабости и атрофии, в первую очередь в ногах, а иногда и в руках

Диагностика заболевания Луи-Бар

Диагноз атаксия — телеангиэктазия ставят на основании анамнеза пациента, тщательном клиническом обследовании, выявлении характерных симптомов и специальных тестов, включая анализы крови, магнитно-резонансная томография и кариотипирование.

Анализы крови могут обнаружить повышенный уровень сывороточного Альфа-фетопротеина, который обнаруживают примерно в 85% случаев. Анализы крови могут также показать повышенные энзимы печени. Вовремя МРТ магнитное поле и радиоволны используются для создания поперечных изображений мозга, которые могут показать прогрессирующую мозжечковую атрофию. Кариотипирование является специализированным тестом, который обнаруживает хромосомные аномалии, дети с заболеванием Луи-Бар имеют повышенную частоту таких хромосомных отклонений.

Лечение синдрома атаксии-телеангиэктазии

Детям с синдромом Луи-Бар стоит избегать чрезмерного воздействия солнечных лучей. Терапия витамином Е, в некоторых случаях была успешной для временного облегчения некоторых симптомов, но должна проводится только под наблюдением врача для избежание побочных эффектов, также полезно следить за состоянием ребенка и не допускать случаи с , поскольку при данном заболевании иммунная система играет большую роль, например при защите от инфекционных заболеваний.

Больным с подобным синдромом иногда назначают препарат диазепам он может помочь в некоторых случаях, избавится от невнятности речи и непроизвольных сокращений мышц.

Предрасположенность организма к частым инфекционным заболеваниям, злокачественным или доброкачественным новообразованиям называется синдром Луи Бара. Довольно редкое, но вместе с тем очень опасное заболевание, передается по наследству и встречается один раз на 40 тысяч человек. Однако, это цифра довольно условная, так как заболевание не всегда удается диагностировать. Так, в раннем младенческом возрасте малыш может погибнуть от данного недуга, но причина так и останется не выясненной.

Данное заболевание впервые было диагностировано в 1941 году французским врачом Луи Бар. Болезнь является аутосомно-рецессивным заболеванием.

Аутосомно-рецессивное – значит проявляющееся в случае наличия болезни у обоих родителей.

Синдром Луи Барра заключается в поражении Т-звена иммунной системы, что в итоге приводит к неправильному ее формированию. Результатом является частые возникновения инфекционных заболеваний у ребенка, причем с каждой новой болезнью ее тяжесть увеличивается, что сказывается на последствия и общее состояние малыша. В дальнейшем (иногда и параллельно с инфекциями) у младенца могут расти новообразования (чаще злокачественные).

Как правило, больного ребенка видно, так как в ходе заболевания у пациента образуются кожные нарушения, появляется неровность походки (в результате поражения мозжечка), отставание в развитии.

Причины развития недуга

Как было сказано ранее, синдром Бара является наследственным заболеванием и передается только по наследству. Если из родителей только один имеет хромосомные нарушения, ребенок приобретет данный недуг с 50% вероятностью, ну а если оба родителя – то вероятность болезни малыша 100%.

В настоящее время уровень диагностики довольно велик и позволяет выявить возможные проблемы еще на этапе формирования зародыша, однако, данный синдром коварен и часто доктор лишь делает предположение о том, что ребенок может приобрести и дает примерный процент, что обнадеживает будущую маму.

Глазные проявления

Для того, чтобы не мучить себя подобными переживаниями достаточно знать, какие фактор оказывают негативное воздействие при развитии синдрома, в том числе:

• вредные привычки во время беременности (курение, злоупотребление алкоголем);
• частые стрессы будущей мамы;
• внешнее воздействие (ядовитые вещества, радиоактивное излучение).

Симптомы недуга

Как и любая другая болезнь, синдром Луи Бара имеет свои отличительные особенности, так у больных могут проявляться следующие симптомы:

• мозжечковая атаксия;
• телеангиэктазия;
• инфекционная предрасположенность;
• новообразования.

Мозжечковая атаксия

Данный симптом проявляется практически с первых месяцев жизни, но невооруженным взглядом становиться заметным в тот период, когда малыш начинает учиться ходить. В ходе поражения мозжечка у ребенка развивается нетвердость походки. В более тяжелых формах малыш не может самостоятельно передвигаться или даже стоять.

Проявления на лице

Кроме того, у больного могут развиться косоглазие, глазодвигательные проблемы, нистагм, у больного могут пропасть или снизиться сухожильные рефлексы. Кроме того, в результате болезни может развиться мозжечковая дизартрия, которая проявляется в виде невнятной речи.

Дизартрия – ограничение подвижности органов речи (нёбо, язык, губы).

Телеангиэктазия

Данный симптом является менее опасным, чем предыдущий, но может причинять малышу некоторые неудобства. Телеангиэктазия – означает наличие на коже расширенных капилляров, которые выглядят в виде розовых либо красных звездочек или паучков. Как правило, звездочки из кровеносных капилляров начинают образовываться к 3-6 годам жизни малыша.

Наиболее распространенные места формирования:

• глазное яблоко;
• конъюнктивы глаз (слизистая глаза за нижним веком);
• тыльная поверхность стоп;
• места сгибов (локтевые впадины, коленные впадины, подмышечные впадины).

В самом начале телеангиэктазия проявляется на конъюнктивах глаз, после чего страдает кожа лица и постепенно опускается ниже по телу. Имели место случаю формирования подобных «звездочек» на мягком нёбе.

Помимо прочего, к кожным высыпаниям при синдроме Луи Бара относят веснушки, сухость кожи, ранняя седина волос (в случае с маленькими детьми это особенно заметно).

Инфекционная предрасположенность

Любой ребенок болеет, но, что касается синдрома Луи Бар это происходит аномально часто и с каждым разом тяжесть этих заболеваний усиливается, но любая инфекция может вызвать смерть больного.

Кожные проявления

Как правило, недуг вызывает возникновение только дыхательных и ушных инфекций (ринит, фарингит, бронхит, отит, синусит).
Стоит отметить, что лечению такие инфекции поддаются хуже, чем обычные заболевания, что и обуславливает довольно долгий процесс излечения.

Новообразования

Как правило, при наличии синдрома Бара у больного в 1000 раз больше шансов развития онкологических новообразований злокачественного типа. Наиболее часто встречающиеся из них – лейкемия и лимфома .

Главная трудность связанная с лечением таких больных заключается в невозможности применять лучевую терапию, в связи с гиперчувствительностью пациентов к ионизирующему облучению.

Диагностика

Для постановки диагноза не достаточно клинических проявлений, так как многие симптомы данной болезни характерны и для других

недугов. Как правило, требуется консилиум врачей, в который входят:

• дерматолог;
  
• отоларинголог;
  
• офтальмолог;
  
• иммунолог;
  
• пульмонолог;
  
• онколог;
  
• невролог.
  

Помимо прочего больному назначают следующие анализы:

Инструментальная диагностика включает:

• ультразвуковое (УЗИ) тимуса;
  

Тимус – или вилочковая железа, орган в котором зреют иммунные Т-клетки организма

• магнитно-резонансная томография (МРТ);
• фарингоскопия;
• риноскопия;
• рентгенография легких.

При расшифровке анализов крови возможно низкое количество лимфоцитов. При исследовании иммуноглобулина обычно отмечается снижение IgA и IgE.

IgA и IgE – титры антител уровня А отвечают за местный иммунитет, а Е за аллергические реакции.

Кроме того, возможно обнаружение в крови аутоантител к митохондриям, тиреоглобулину и иммуноглобулину.

Аутоантитела – агрессивные , атакующие собственные

Митохондрии – участвуют в процессе формирования энергии

Тиреоглобулин – белок, предшественник гормона щитовидной железы, выявляется в крови большинства здоровых людей

Лечение

Лечение синдрома Луи Бара в настоящее время является открытым вопросом и эффективного способа устранения данного недуга еще не существует. Основу терапии составляет устранение возникающих симптомов и продление жизни больным.

Так, при лечении применяют:

1. Противовирусные препараты.
2. Широкие антибиотики.
3. Противогрибковые средства.
4. Глюкокортикостероиды.

Так как инфекционные заболевания плохо поддаются лечению, больному показано применение комплекса витаминов в большой дозировке, для стимуляции собственных иммунных резервов.

Прогноз

В связи с отсутствием эффективного лечения максимальный срок жизни пациентов, с диагнозом синдром Луи Бара не превышает 20 лет. Однако, даже до такого возраста доживают лишь единицы. Злокачественные новообразования, серьезные инфекционные заболевания убивают больных намного раньше.

Итак, пока врачи не научились лечить такие редкие и опасные болезни риск заболеть существует у каждого. Ну а молодые мамы в ответе за своих еще не родившихся детей, и ведение не здорового образа жизни во время беременности – преступление. Берегите себя и своих малышей.

Как известно, существует много различных хромосомных аномалий, которые закладываются еще в период внутриутробного развития. Изучением этих патологий занимаются генетики. В последние годы данная область медицины активно развивается, поэтому в скором будущем такие заболевания легче будет диагностировать и лечить. К счастью, данные аномалии встречаются очень редко. Это связано с улучшением диагностики плода. Одной из патологий, связанных с хромосомными нарушениями, является синдром Луи-Бар. В большинстве случаев это заболевание выявляют в первый год жизни младенца, но иногда оно дает о себе знать лишь к 6-7 годам.

Синдром Луи-Бар - что это за патология?

Эта патология относится к врожденным генетическим порокам. В большинстве случаев она передается по наследству. Атаксия-телеангиэктазия (синдром Луи-Бар) встречается крайне редко. Данное заболевание имеет специфичные проявления, которые позволяют диагностировать эту патологию. Чтобы поставить точный диагноз, необходим консилиум врачей, которые подтвердят или опровергнут наличие страшной аномалии.

История и эпидемиология заболевания

Данный синдром встречается очень редко. Его частота составляет около 1 случая на 40 тысяч населения. Впервые заболевание было обнаружено французской женщиной-ученым Луи-Бар. Синдромы, характерные для данной патологии, она объединила в одну нозологию. Это произошло в 1941 году. После было обнаружено еще несколько случаев заболевания по всему миру. Так как данная аномалия встречается крайне редко, нельзя с точностью сказать, какова этиология синдрома Луи-Бар. Считается, что появление заболевания не зависит от климатических условий. Поэтому синдром может встречаться в любых регионах. Помимо этого, нет данных, которые связывали бы заболеваемость с полом пациента. То есть синдром Луи-Бар с одинаковой частотой наблюдается как у мальчиков, так и у девочек.

Причины развития патологии

Данная аномалия развития закладывается еще в первом триместре беременности. Заболевание передается только по наследству. Синдром относится к аутосомно-рецессивным генетическим патологиям. Это означает, что ребенок точно унаследует заболевание, если оба родителя имеют нарушение хромосом. Если же аномалия наблюдается у одного из них (независимо от пола), то шанс появления синдрома Луи-Бар у малыша составляет 50%. Основная причина мутации - это нарушение длинного плеча 11-й хромосомы. Точные факторы, которые приводят к такой генетической перестройке, неизвестны. Но выделяют ряд вредных воздействий, влияющих на эмбриональное развитие. В первую очередь это факторы окружающей среды (облучение, отравление ядовитыми веществами). Также в первом триместре беременности очень опасен стресс.

Синдром Луи-Бар: патогенез заболевания

Как и большинство врожденных хромосомных патологий, данный синдром охватывает сразу несколько органов и систем. Основными мишенями этого заболевания являются головной мозг и иммунитет человека. Также имеется и выраженное поражение кожного покрова. Все клинические проявления данного заболевания связаны с механизмом его развития. В первую очередь наблюдаются дегенеративные процессы в ЦНС. А именно, мозжечковая атаксия. При этом часть элементов не развивается и зернистые клетки). Другими видимыми нарушениями являются кожные проявления - телеангиэктазии. Они представляют собой расширенные сосуды, которые особенно выражены на лице (инъекция склер, ушные раковины, нос). Атаксия мозжечка и телеангиэктазии в совокупности носят название синдром Луи-Бар. Детей, рожденных с данным заболеванием, можно выделить в первые годы жизни, так как аномалия проявляется выраженными физическими нарушениями (отставание в развитии, неустойчивое положение тела, слабость мышц).

Помимо заболевания включает в себя недостаточность иммунной системы (Т-лимфоцитов). У детей, страдающих данной патологией, наблюдается гипо- или полная аплазия тимуса. В результате этого клеточный иммунитет развит очень слабо и не способен обеспечивать защиту организма от инфекционных процессов.

Симптомы атаксии-телеангиэктазии

Выраженность клинической картины зависит от степени и гипоплазии вилочкой железы. Это и определяет, как будет проявляться синдром Луи-Бар. Симптомы заболевания:

1. Мозжечковая атаксия. Данный синдром проявляется раньше других, обычно на первом году жизни. Он становится выражен к моменту начала самостоятельной ходьбы. Дети с атаксией мозжечка зачастую не могут стоять и нормально передвигаться. В более благоприятных случаях наблюдается шаткость походки и тремор конечностей. Помимо этого, неврологическая симптоматика выражается в слабости мышц, дизартрии различной степени и косоглазии.
2. Телеангиэктазии. Кожные проявления синдрома Луи-Бар менее опасны. Обычно они дают о себе знать в возрасте от 3 до 6 лет. Телеангиэктазии - это расширенные капилляры, которые носят название «сосудистые звездочки». Больше всего они заметны на открытых участках тела, в частности на лице. Расширенные сосуды часто находятся в глазах, на носу и ушах, а также сгибательных поверхностях рук и ног.
3. Склонность к инфекциям. Из-за выраженного иммунодефицита организм не справляется с вредными агентами самостоятельно. В результате у ребенка часто развиваются различные инфекции. Зачастую это хронические заболевания дыхательных путей - фарингит, ларингит, тонзиллит, пневмония.
4. Из-за гипоплазии тимуса, помимо инфекционных процессов, организм становится восприимчив к раковым заболеваниям. Чаще всего это опухоли кроветворной и лимфоидной ткани. Если синдром Луи-Бар у ребенка является достоверным диагнозом, то ему строго запрещено лечение рака ионизирующим облучением.

Диагностика атаксии-телеангиэктазии

Диагностика синдрома Луи-Бара обычно не предоставляет большой сложности, так как его симптомы довольно специфичны. Заподозрить данное заболевание можно с первых лет жизни по клинической картине. Неврологическая симптоматика (мозжечковая атаксия, мышечная слабость, тремор и косоглазие) в совокупности с телеангиэктазиями являются показанием для диагностики этой патологии.

При подозрении на синдром Луи-Бар необходима консультация сразу нескольких специалистов. Среди них: невропатолог, дерматолог, онколог, инфекционист, эндокринолог и генетик. Помимо клинического обследования, выполняется лабораторная и инструментальная диагностика. Проводят иммунологические анализы, в которых отмечается уменьшение или полное отсутствие элементов клеточного иммунитета (снижение Т-лимфоцитов, иммуноглобулинов А, G). В ОАК наблюдается лейкоцитоз и ускорение СОЭ, что говорит о воспалительном процессе в организме. Также важна и инструментальная диагностика. Выполняется рентгенография грудной клетки (уменьшение размеров тимуса), МРТ головного мозга (дегенеративные процессы). В настоящее время, помимо стандартных исследований, проводят генетическое (исследуют нарушение 11-й хромосомы), на основании которого ставится точный диагноз.

Лечение синдрома Луи-Бар

К сожалению, этиологического лечения хромосомных аномалий на данный момент не разработано. Поэтому при данной патологии проводят лишь симптоматическую терапию и постоянное наблюдение за больным. В первую очередь лечение направлено на улучшение работы иммунной системы. Это необходимо, чтобы избежать инфекций и опухолевых процессов. С данной целью используют гамма-глобулин и препарат «Т-активин». При развитии воспалительных заболеваний применяют антибактериальные и противовирусные средства. К сожалению, синдром мозжечковой атаксии не поддается полному лечению. Чтобы приостановить дегенеративные процессы, используют ноотропные препараты. При онкологических заболеваниях прибегают к химиотерапии и хирургическому лечению.

Прогноз для жизни при синдроме Луи-Бар

Несмотря на тяжесть заболевания, при своевременной диагностике и лечении можно продлить и облегчить жизнь ребенка. С этой целью разработана паллиативная терапия для таких пациентов. К сожалению, аномалия Луи-Бар может прогрессировать быстро. В этом случае продолжительность жизни составляет 2-3 года. Иногда заболевание не развивается в течение нескольких лет. При этом продолжительность жизни значительно увеличивается. Максимальным возрастом пациентов считается 20-30 лет. В большинстве случаев причинами смерти являются инфекционные и опухолевые процессы, иногда - неврологические нарушения.

Профилактика синдрома Луи-Бар

Чтобы избежать развития данной патологии, необходимо проводить генетическое обследование плода еще на ранних сроках беременности. Также важно знать анамнез не только родителей будущего ребенка, но и других членов семьи. Во время беременности нужно избегать вредного воздействия окружающей среды и психоэмоциональных стрессов.

Если малыш с такой аномалией уже родился, то важно выполнять все назначения врача, защитить ребенка от инфекционных агентов. При слабом иммунитете и нарушенном физическом развитии необходимо своевременно диагностировать синдром Луи-Бар. Фото детей с данным заболеванием можно увидеть в специальной медицинской литературе.

Синонимы синдрома Луи-Бар . S. Boder-Sedgwick. Це-фало-глазо-кожная телеангиэктазия. Мозжечково-глазо-кожная телеангиэктазия. Телеангиэктатическая атаксия. Атрофия мозжечка с глазо-кожными телеангиэктазиями и бронхоэктазиями. Синдром телеангиэктазии и атаксии.

Определение синдрома Луи-Бар . Редкий факоматоз у детей. Относится к нейро-кожным синдромам.

Симптоматология синдрома Луи-Бар :
1. Впервые проявляющиеся в раннем детском возрасте и медленно прогрессирующие мозжечковые атаксия, абазия и астазия; ко времени полового созревания свободные походка и стояние, как правило, невозможны. Одновременно развиваются расстройства речи (монотонная скандированная речь или регулярная дизартрия), также носящие прогрессирующий характер.
2. Отсутствие пирамидных знаков, рефлексы нормальные или ослаблены. Мышечный тонус (после первичного ригидноподобного повышения) обычно снижен. Нормальная чувствительность. Отсутствие парезов.
3. Медленно развивающиеся симметричные телеангиэктазии кожи и слизистых оболочек, особенно кожи лица и конъюнктивы (ранний симптом, который может проявиться быстропроходящим конъюнктивитом!). Частое развитие бляшек цвета кофе с молоком, атрофии кожи лица, преждевременное поседение волос (в школьном возрасте).
4. Рецидивирующие легочные инфекции, иногда с развитием .
5. Гиперсаливация.
6. Малый рост и общая дистрофия.
7. К началу заболевания интеллектуальное развитие нормальное, позднее происходит задержка психического развития.
8. Пневмоэнцефалографические данные: признаки мозжечковой атрофии.
9. Атаксия - телеангиэктазия очень часто комбинируется с гипоплазией вилочковой железы, специфической дисгаммаглобулинемией (недостаточность гамма Ау, глобулина) и склонностью к злокачественным процессам в ретикулоэндотелиальной системе (лимфосаркома, ретикулезы и т. д.).
10. Прогноз плохой. Большинство наблюдавшихся до сих пор больных погибали в период полового созревания.

Этиология и патогенез синдрома Луи-Бар . Рецессивно-наследственное расстройство с генетически обусловленным торможением васкуляризации головного мозга. В одном случае была установлена транслокация между двумя акроцентрическими хромосомами группы 13-14-15 (Bijl, Jansen, Ossentjuk, 1963). До сих пор не ясно значение обнаруживаемого в отдельных случаях избыточного выделения с мочой полипептидов.

Патологическая анатомия . Первичнохроническая прогрессирующая мозжечковая дегенерация с патологическими изменениями клеток Пуркине и сморщиванием белого вещества, а также изменения вен (расширение, засстой, истончение стенок), особенно в области мягкой мозговой оболочки мозжечка, а также и больших полушарий.

Дифференциальный диагноз . В начальных стадиях: мозжечковая форма синдрома церебрального детского паралича. S. Friedreich I (см.). Опухоли мозжечка. S. Sturge-Weber (см.). S. v. Hippel-Lindau (см.). S. Werner (см.). S. Osier I (см.).