Генетическая диагностика клеточного старения (измерение длины теломер) (Genetic evaluation of cellular aging (telomere length measurement))

Синонимы: Длина теломер; Клеточное старение; Укорочение хромосом.

Краткое описание исследования «Генетическая диагностика клеточного старения (измерение длины теломер)»

Теломеры – это концевые участки хромосом, защищающие ДНК в процессе репликативного деления. Они играют важную роль в стабилизации формы хромосом:

• поддерживают их целостность;
• предотвращают деградацию, слияние и аномальную рекомбинацию нитей ДНК.

При каждом делении клетки теломеры укорачиваются, что соответствует нормальным процессам клеточного старения. Измерение длины теломер позволяет оценить процесс клеточного старения и определить соответствие или несоответствие их размера биологическому возрасту.

В многочисленных наблюдениях было показано, что укорочение теломер может быть существенно ускорено под воздействием целого ряда факторов, таких как:

• режим питания;
• психологический и физиологический стресс;
• курение;
• ожирение;
• недостаточная физическая активность и др.

Известно, что средняя длина концевых фрагментов снижена при ряде наследственных заболеваний, таких как:

• врожденный дискератоз;
• прогерия;
• атаксия-телеангиэктазия и некоторые другие.

Эти наследственные синдромы являются редкими, связаны с мутациями компонентов теломеразы, белков shelterin-комплекса или системы репарации ДНК. Они манифестируют рано и поэтому рассматриваются как болезни, связанные с преждевременным старением клеток.

Отклонения длины теломер от нормальной наблюдаются при многих патологических состояниях:

• возрастных дегенеративных болезнях;
• сахарном диабете;
• сердечно-сосудистых заболеваниях.

Большое количество исследований посвящено изучению роли теломер в канцерогенезе. Предполагается, что значительное укорочение их длины приводит к геномной нестабильности и образованию хромосомных поломок, которые нередко обнаруживаются как при различных онкогематологических заболеваниях, так и при солидных новообразованиях.

Теломерам отводится особое место в патогенезе иммуноопосредованных заболеваний. Основная роль клеток иммунной системы заключается в развитии иммунного ответа с целью удаления причинно-значимого антигена. При аутоиммунных и аллергических заболеваниях иммунный ответ направлен на аутоантигены или аллергены, которые потенциально не могут быть элиминированы. Это вызывает постоянную пролиферацию клеток, принимающих участие в иммунной реакции, что приводит к их преждевременному старению, связанному с укорочением теломер. Такие изменения могут сопровождаться снижением антиген-распознающего репертуара Т-лимфоцитов и их повышенным апоптозом.

Помимо внутриклеточных процессов, на длину теломер оказывает влияние состояние системы восстановления утраченных фрагментов, включающей фермент теломеразу. При высокой активности теломеразы в делящихся клетках поддерживается баланс между удлинением и укорачиванием теломер, а при ее недостаточной активности этот баланс нарушается, что ведет к прекращению деления клеток из-за:

• старения,
• нестабильности генома,
• нарушения функций митохондрий,
• провоспалительных и онкогенных факторов.

Что следует учесть при проведении исследования

Метод, используемый для определения длины теломер, характеризуется коэффициентом вариации 5-10%. Он обусловлен рядом как преаналитических, так и аналитических факторов тестирования.

К внешним (преаналитическим) факторам относят:

• внутрииндивидульную биологическую вариацию длины теломерных участков хромосом;
• изменение параметра под влиянием факторов образа жизни, таких как курение, диета, гиподинамия, недавно перенесенные ОРВИ, которые могут приводить к временному сокращению длины теломер, а также условия хранения и транспортировки биологического материала.

К аналитическим факторам, влияющим на коэффициент вариации данного исследования, относят:

• аналитическую вариацию, обусловленную ограничениями измерительной методики;
• погрешность формулы, используемой для расчета конечного результата.

На основе результатов данного исследования не должны приниматься клинические решения.

С какой целью выполняют исследование

Тест используется для оценки процессов клеточного старения и определения соответствия биологическому возрасту на основании длины теломер.

Литература

1. Аронов Д. М., Драпкина О. М., Бубнова М. Г. Роль генетических факторов (биологии теломер хромосом) в кардиореабилитации //Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2022. – Т. 21. – №. 6. – С. 78-88.
2. Гальцева И. В. и др. Сопоставление методов полимеразной цепной реакции и проточной цитометрии для измерения длины теломер лейкоцитов человека //Клиническая лабораторная диагностика. – 2021. – Т. 66. – №. 3. – С. 154-159.
3. Демина И. А. и др. Измерение абсолютной длины теломер методом проточной цитометрии //Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. – 2019. – Т. 17. – №. 4. – С. 68-74.
4. Aguado J., di Fagagna F. A., Wolvetang E. Telomere transcription in ageing //Ageing research reviews. – 2020. – Т. 62. – С. 101115.
5. Lansdorp P. M. Telomeres, aging, and cancer: the big picture //Blood, The Journal of the American Society of Hematology. – 2022. – Т. 139. – №. 6. – С. 813-821.
6. Tsatsakis A. et al. Role of telomere length in human carcinogenesis //International Journal of Oncology. – 2023. – Т. 63. – №. 1. – С. 1-24.
7. Turner K. J., Vasu V., Griffin D. K. Telomere biology and human phenotype //Cells. – 2019. – Т. 8. – №. 1. – С. 73.
8. Luo Y. et al. Massively parallel single-molecule telomere length measurement with digital real-time PCR //Science Advances. – 2020. – Т. 6. – №. 34. – С. eabb7944.

Правила подготовки к исследованию

Специальной подготовки не требуется. Исследование проводится натощак (не принимать пищу 3 часа до исследования, можно пить воду).

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения: длина теломер (килобаз на одной хромосоме).

Референсные значения:

• Биологический возраст, соответствующий 25-30 годам: 9,8 - 11.
• Биологический возраст, соответствующий 30-35 годам: 9,4 - 9,8.
• Биологический возраст, соответствующий 35-40 годам: 9 - 9,4.
• Биологический возраст, соответствующий 40-45 годам: 8,7 - 9.
• Биологический возраст, соответствующий 45-50 годам: 8,3 - 8,7.
• Биологический возраст, соответствующий 50-55 годам: 8 - 8,3.
• Биологический возраст, соответствующий 55-60 годам: 7,5 - 8.
• Биологический возраст, соответствующий 60-70 годам: 7 - 7,5.
• Биологический возраст, соответствующий 70-85 годам: 6,5 - 7.
• Биологический возраст, соответствующий более 85 лет: 5 - 6.

Формат представления результата: количественный.

Трактовка результатов исследования «Генетическая диагностика клеточного старения (измерение длины теломер)»

• Размер теломер соответствует биологическому возрасту.
• Размер теломер не соответствует биологическому возрасту.