РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОНВЕЙЕРА ДЛЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ БИОИНФОРМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ РЕГИОНОВ ГЕНОМА ПРИ АНАЛИЗЕ ДАННЫХ СЕКВЕНИРОВАНИЯ NGS ПАЦИЕНТОВ С РЕДКИМИ НАСЛЕДСТВЕННЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

Объект исследования: пациенты детского возраста с наследственными заболеваниями; материал для исследования: образцы ДНК больных и их родственников, образцы крови. Цель работы: разработать программный конвейер биоинформатической обработки данных секвенирования NGS с использованием специализированных алгоритмов для анализа сложных регионов генома, а также оценить его эффективность при поиске молекулярно-генетических причин заболевания. Методы исследования: клинико-анамнестический и генеалогический методы, глубокое фенотипирование, методы выделения геномной ДНК, метод ПЦР, прямое автоматическое секвенирование по Сенгеру, секвенирование нового поколения (NGS), биоинформатический анализ. В 2022 году получены следующие научные результаты: Клинически охарактеризованы пациенты с наследственными заболеваниями сердечно-сосудистой, нервной, мочевыделительной, дыхательной систем, а также с мультисистемными поражениями. Была проанализирована клиническая информация о пациентах и собраны их данные секвенирования NGS (суммарно более 400 человек). Были протестированы несколько алгоритмов для поиска вариаций числа копий и HLA генотипирования и выбраны оптимальные. Был проведен биоинформатический анализ данных пациентов и клиническая интерпретация дополнительно выявленных вариантов. Проведена проверка и отлаживание алгоритма поиска вариаций числа копий в программном конвейере для специализированной биоинформатической обработки. Проведена апробация программного конвейера для поиска патогенных вариантов в следующих случаях редких заболеваний: исследование пациентов с аутосомно-рецессивной эпилептической энцефолопатией, характеризующейся умеренной и тяжелой умственной отсталостью, задержкой развития и рефрактерными приступами, у которых были идентифицированы сложные гетерозиготные и гомозиготные генетические варианты в гене ADAM22; исследование пациентов с синдромом Ангельмана; исследование когорты пациентов с первичной цилиарной дискинезией (а также анализ клинико-генетических вариантов первичной цилиарной дискинезии, с целью повышения эффективности диагностики, раннего выявления и лечения данного заболевания); исследование редкого случая дигенного заболевания сердечно-сосудистой системы. Были исследованы корреляции генотип-фенотип при синдроме Марфана; при расстройствах, связанных с вариантами в гене CDKL5 у пациентов эпилептической энцефалопатией; при синдроме Драве, связанном с новым вариантом в гене SCN2A. Результаты применения нового программного конвейера показали его эффективность в выявлении новых казуативных генетических вариантов, в том числе ранее не описанных, в генах, ассоциированных с наследственными заболеваниями у детей. Опубликованы четыре работы по теме задания в этом году и суммарно девять работ за время выполнения работы. Область применения: педиатрия, клиническая генетика, кардиология, неврология, нефрология, гастроэнтерология, пульмонология, лабораторная диагностика. Внедрение: на территории России и стран СНГ, открытие новых генов имеет мировое значение. Прогноз развития объекта исследования: данное научное направление способствует повышению эффективности диагностики генетических причин нарушений развития детей и развитию персонализированной медицины в целом