IMPORTANCE OF THE DETERMINATION OF POLYMORPHIC VARIANTS -1298A> C AND -677C> T METHYLENETHERADHYDROPHOLATE REDUCTASE GENE IN PREDICTION OF THE CONGENITAL PATHOLOGY OF MAXILLOFACIAL AREA
Abstract and keywords
Abstract (English):
Study of the determination of the polymorphic variants -1298A> C and -677C> T of the gene of methylenetetrahydrofolatereductase (MTHFR) in predicting the congenital pathology of the maxillofacial area. Objectives. To study the role of polymorphisms -1298A> C and -677C> T of the MTHFR folate cycle gene in the formation in patients with congenital pathology of the maxillofacial area. Methods. We analyzed the frequency distribution of genotypes and alleles according to polymorphism 1298 A> C of the MTHFR gene. We also analyzed the frequency distribution of genotypes and alleles according to polymorphism 677C> T of the MTHFR gene in a group of patients (n = 37) with congenital pathology of the maxillofacial area and control group (n = 46). Results. Genetic marker of the disease congenital pathology of the maxillofacial area is the genotype of the SS polymorphic locus 1298 A> C of the MTHFR gene. Its frequency was 13.6% against 2% in the control. In the calculation of odds ratios index following values were obtained: OR-7,32; CI95% -1.51-48.51. The results confirm the predictive value of a mutant CC genotype -1298A>C MTHFR gene as a risk of congenital disease pathology maxillofacial area. There was no statistically significant differences between patients and the control group for the distribution of frequencies of genotypes and alleles of the locus 677 C> T of the MTHFR gene. Conclusions. Genetic marker of congenital pathology of the maxillofacial area is the genotype of the SS polymorphic locus 1298 A> C of the MTHFR gene. The obtained data can be used, to predict a congenital pathology of the maxillofacial area with the purpose of treatment and prevention.

Keywords:
congenital malformations, dentoalveolar anomalies, congenital cleft lip and palate, polymorphism, MTHFR gene
Text
Publication text (PDF): Read Download

Введение

Врожденные пороки (ВП) челюстно-лицевой области в этиологическом понимании являются сложной по клиническому и генетическому составу группой заболеваний, которая включает в себя различные формы: хромосомные, мультифакториальные, моногенные и тератогенные. Несмотря на широкое освещение вопроса о причинах возникновения данных врожденных пороков, исследования взаимосвязи различных экзогенных и эндогенных факторов недостаточно информативны и очень разноречивы [1, 3, 5, 6, 14, 17, 18, 21].

Многочисленные литературные данные, полученные в результате семейных и близнецовых исследований, свидетельствуют о существенной роли генетических факторов в развитии ВП ЧЛО. Выявление причин возникновения патологий челюстно-лицевой области, в том числе генетических, является необходимым условием для обоснования и проведения их эффективной профилактики [1, 9, 10, 13, 15, 16, 19, 20].

Одним из наиболее распространенных подходов к изучению наследственной предрасположенности к ВП ЧЛО, как и любого другого заболевания многофакторной природы, является изучение ассоциаций между вариантами генетического полиморфизма генов-кандидатов. Среди множества  генетических факторов, влияющих на развитие врожденной патологии человека, важная роль отводится генетическим нарушениям энзимов, участвующих в метаболизме гомоцистеина, на который особенное влияние оказывает фолиевая кислота [4, 7, 8, 22, 23].

Метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR) является ключевым ферментом в клеточном метилировании, катализируя необратимое восстановление 5,10-метилен-тетрагидрофолата до 5-метилтетрагидрофолата, который поставляет метальные группы для превращения гомоцистеина в метионин, а также необходим для поддержания паттерна метилирования ДНК.  В работах по исследованию фолатного метаболизма было показано, что дефицит фолата повышает восприимчивость к инфекциям и ассоциирован с различными нарушениями, связанными с активацией клеточной иммунной системы (Тh1 иммунный ответ) [2, 24, 25].

Ген, кодирующий данный фермент, локализован на коротком плече 1 хромосомы (1р36.3), состоит из 11 экзонов и охватывает 20,329 т.п.о. геномной ДН. Изменения в гене MTHFR могут приводить к снижению активности фермента и гипергомоцистеинемии. На настоящий момент идентифицирован ряд полиморфных вариантов в гене MTHFR, наиболее значимыми из которых считаются -677С>Т и -1298А>С [5, 6, 9, 12, 25].

Полиморфный вариант -677С>Т гена MTHFR (замена Ala222Val в каталитическом домене) обуславливает снижение термостабильности и каталитической активности экспрессируемого фермента MTHFR, причем у носителей гетерозиготного варианта сохраняется 60 % от активности нативного фермента, а у носителей гомозиготного варианта всего 30 [2, 9, 14, 16, 25].

Наличие однонуклеотидной замены -1298А>С (Glu429Ala) приводит к менее резкому снижению каталитической активности, так как у носителей гомозиготного варианта сохраняется до 60 % от активности нативного фермента. Данные однонуклеотидные замены, оказывая влияние на функциональную активность фермента, могут модулировать риск возникновения дефектов заращения невральной трубки, синдрома Дауна, шизофрении, некоторых видов рака  и других заболеваний [11, 12, 16].

Цель изучить  роль полиморфизмов -1298A>C  и -677C>T гена фолатного цикла MTHFR в формировании врожденной патологии ЧЛО.

Материалы и методы

Проведен сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей по полиморфизмам -1298А>C  и -677C>T гена MTHFR в группе больных  с врожденной патологией челюстно-лицевой области (n=37)  и группе контроля (n=46) (табл. 1, 2).

Таблица 1

Сравнительный анализ частот генотипов и аллелей полиморфного локуса -1298A>C гена MTHFR в группе больных с ВП ЧЛО и контрольной группе

Table 1. Comparative analysis of the frequencies of genotypes and alleles of the polymorphic locus -1298A> C of the MTHFR gene in patients with congenital pathology of the maxillofacial area

 

MTHFR

Основная группа

Контрольная группа

χ2

 

p

 

OR

 

CI (95%)

 

абс.

частота (%)

абс.

частота (%)

Генотипы

AA

19

51,3

15

32,6

2,25

0,13

2,18

0,825,89

AC

13

35,1

30

65

7,32

0,008

0,26

0,090,72

CC

5

13,6

1

2

7,21

0,008

7,32

1,5148,51

Всего

37

100

46

100

-

-

-

-

Аллели

A

51

68,9

61

66,3

0,04

0,85

1,13

0,562,29

C

23

31,1

31

33,7

0,04

0,85

0,89

0,441,8

Всего

74

100

92

100

-

-

-

-

Таблица 2

Сравнительный анализ частот генотипов и аллелей полиморфного локуса -677C>T гена MTHFR в группе больных с ВП ЧЛО и контрольной группе

Table 2. Comparative analysis of frequencies of genotypes and alleles of the polymorphic locus  -677C> T of the MTHFR gene in patients with congenital malformations of the maxillofacial area

 

MTHFR

Основная группа

Контрольная группа

χ2

 

p

 

OR

 

CI (95 %)

 

абс.

частота (%)

абс.

частота (%)

Генотипы

CC

16

43,2

25

54,3

0,62

0,43

0,64

0,241,67

CT

20

54,1

19

41,3

0,88

0,35

1,67

0,644,4

TT

1

2,7

2

4,4

0,0005

1,0005

0,61

0,029,15

Всего

37

100

46

100

-

-

-

-

Аллели

C

52

70,3

69

75

0,26

0,61

0,79

0,381,66

T

22

29,7

23

25

0,26

0,61

1,27

0,62,67

Всего

74

100

92

100

-

-

-

-

 

Результаты

В группе больных с ВП ЧЛО чаще встречается генотип АА по сравнению с группой контроля (51,3 и 32,6 % соответственно), однако различия статистически не достоверны (χ2 = 2,25; р = 0,13). Гетерозиготный генотип АС достоверно чаще встречается в группе контроля (67,4 %) относительно к группе больных с ВП ЧЛО (35,1 %) (χ 2 = 7,32; р = 0,0008). Вместе с тем у больных  с ВП ЧЛО выявлена высокая частота гомозиготного по мутации генотипа CC 13,6 % (в группе контроля 2 %). При расчете показателя отношения шансов были получены значения (OR-7,32; CI95%-1,51–48,51), подтверждающие прогностическую значимость мутантного генотипа СС -1298А>C гена MTHFR в отношении риска развития заболевания ВП ЧЛО. Сравнительный анализ частот аллелей полиморфного локуса -1298А>C гена MTHFR не продемонстрировал значительных различий между исследуемыми группами. Так, частота аллеля А в группе больных  с ВП ЧЛО составила 68,9 %, в контрольной 66,3; частота аллеля С 31,1 и 33,7 % соответственно. Отсутствие статистических различий между группами по частоте аллелей может объясняться преобладанием у больных гомозиготных генотипов АА и СС, тогда как гетерозиготный генотип АС статистически значимо чаще встречается в контрольной группе.

Наблюдаемое в группе больных с ВП ЧЛО распределение генотипов CC (43,2 %), CT (54,1 %) и TT (2,7 %) не имело существенных различий с контрольной группой, где частоты генотипов СС, СТ и ТТ составили 54,3; 41,3 и 4,4 % соответственно. Частота аллелей гена MTHFR в сравниваемых группах статистически значимо не отличалась:  частота аллеля С в группе больных с ВП ЧЛО составила 70,3, в контрольной 75 %; частота аллеля Т 29,7 и 25 % соответственно.

Выводы

Генетическим маркером врожденной патологии челюстно-лицевой области является генотип СС полиморфного локуса -1298А>C  гена MTHFR.

Полученные данные можно использовать в прогнозировании врожденной патологии челюстно-лицевой области с целью проведения лечебно-профилактических мероприятий.

References

1. Aver'yanov, S. V. Geneticheskie metody v prenatal'noy diagnostike i profilaktike stomatologicheskih zabolevaniy / S. V. Aver'yanov, T. V. Viktorova, O. S. Chuykin // Problemy stomatologii. – 2007. – № 6. – S. 57–59.

2. Fetisova, I. N. Polimorfizm genov folatnogo obmena i bolezni cheloveka / I. N. Fetisova // Vestnik Ivanovskoy medicinskoy akademii. – 2006. – № 1-2. – S. 77–84.

3. Chuykin, S. V. Kliniko–anatomicheskaya harakteristika, chastota rozhdaemosti i somaticheskaya zabolevaemost' detey s vrozhdennoy rasschelinoy verhney guby i neba, prozhivayuschih v respublike Bashkortostan / S. V. Chuykin, N. A. Davletshin, Yu. V. Andrianova // Institut stomatologii. – 2007. – № 37. – S. 26–27.

4. Chuykin, S. V. Vrozhdennaya rasschelina verhney guby i neba / S. V. Chuykin, O. Z. Topol'nickiy, L. S. Persin. – Saarbruchen : LAPLAMBERT Academic Publishing, 2012. – 584 s.

5. Chuykin, S. V. Primenenie geneticheskih markerov v prognozirovanii stomatologicheskih zabolevaniy / S. V. Chuykin, S. V. Viktorov, O. S. Chuykin. – Saarbruchen : LAPLAMBERT AcademicPublishing, 2013. – 352 s.

6. Chuykin, S. V. Koncepciya gistogematicheskih bar'erov v stomatologii / S. V. Chuykin, O. Z. Topol'nickiy, O. S. Chuykin. – Saarbruchen : LAPLAMBERT Academic Publishing, 2013. – 567 s.

7. Chuykin, S. V. Sostoyanie polosti rta u detey, prozhivayuschih v regione s razvitoy neftehimicheskoy promyshlennosti / S. V. Chuykin, G. G. Akat'eva, E. Sh. Muhametova // Stomatologiya detskogo vozrasta i profilaktika. – 2001. – № 2. – S. 12–14.

8. Chuykin, S. V. Lechenie vrozhdennoy rasscheliny guby i neba / S. V. Chuykin, O. Z. Topol'nickiy. – Moskva : Moskovskiy izdatel'skiy dom, 2017. – 584 s.

9. Chuykin, S. V. Rol' geneticheskih faktorov v razvitii razlichnyh nozologicheskih form vrozhdennyh rasschelin guby i neba / S. V. Chuykin, D. I. Shayhutdinova, T. V. Viktorova // Vestnik Bashkirskogo universiteta. – 2004. – № 4. – S. 47–48.

10. Chuykin, C. V. Rasprostranennost' zubochelyustnyh anomaliy u detey v regione s razvitoy neftehimicheskoy promyshlennost'yu - Respublike Bashkortostan / S. V. Chuykin, S. V. Aver'yanov // Stomatologiya detskogo vozrasta i profilaktika. – 2007. – № 3. – S. 75–78.

11. Alel'niy polimorfizm geniv MTHFR, MTR TA, MTRR u pacientiv iz schilinami verhn'oi gubi ta/abo pidnebinnya i u ihnih materiv / L. B. Chorna, G. R. Akopyan, G. V. Makuh, I. M. Fedorik // Citologiya i genetika. – 2011. – № 3. – S. 51–56.

12. Ahmed M.K., Bui A.H., Taioli E. Epidemiology of Cleft Lip and Palate. Designing Strategies for Cleft Lip and Palate Care. InTech, 2017. doi: http://dx.doi.org/10.5772/67165

13. Antoszewski B., Fijałkowska M. Prevalence of cleft lip and/or palate in children from Lodz between years 1981-2010. Congenital Anomalies. Wiley, 2016, no. 56(2), pp. 60–64. doi: http://dx.doi.org/10.1111/cga.12133

14. Ghazali N., Rahman N.A., Kannan T.P., Jaafar S. Screening of Transforming Growth Factor Beta 3 and Jagged2 Genes in the Malay Population With Nonsyndromic Cleft Lip With or Without Cleft Palate. The Cleft Palate-Craniofacial Journal. SAGE Publications, 2014, no. 5. doi: http://dx.doi.org/10.1597/14-024r1

15. Ittiwut R., Siriwan P., Suphapeetiporn K., Shotelersuk V. Epidemiology of cleft lip with or without cleft palate in Thais. Asian Biomedicine. Walter de Gruyter GmbH, 2016, no. 10(4). doi: http://dx.doi.org/10.5372/1905-7415.1004.495

16. Nesindromnaya rasschelina guby s rasschelinoy neba ili bez znachimo associirovana s polimorfizmomIRFrs2235371 v sem'yah iz iranskoy populyacii / F. Jafary, Z. Nadeali, M. Salehi, M. Hosseinzadeh, M. Sedghi, T. Gholamrezapour, N. Nouri // Molekulyarnaya Biologiya. – 2015. – № 49(6). – S. 949–952. doi:10.7868/s0026898415060105

17. Jiang C., Yin N., Zhao Z., Wu D., Wang Y., Li H., Song T. Lack of Association Between MTHFR, MTR, MTRR, and TCN2 Genes and Nonsyndromic CL±P in a Chinese Population: Case-Control Study and Meta-Analysis. The Cleft Palate-Craniofacial Journal, 2015, no. 52(5), pp. 579–587. doi:10.1597/14.067

18. Kalra S. Cleft lips and palates: A societal perspective. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies. Medknow, 2014, no. 1(2), pp. 100. doi: http://dx.doi.org/10.4103/2348-2125.137901

19. Motta L., Huanca J. Presurgical nasoalveolar molding therapy in patients with bilateral cleft lip and palate. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies, 2017, no. 4(3), rp. 195. doi:10.4103/jclpca.jclpca_80_17

20. Murthy J., Gurramkonda V.B., Lakkakula B.V.K.S. Genetic variant in MTRR A66G, but not MTR A2756G, is associated with risk of non-syndromic cleft lip and palate in Indian population. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine and Pathology, 2015, no. 27(6), pp. 782–785. doi:10.1016/j.ajoms.2015.04.008

21. Nagappan N., John J. Oral hygiene and dental caries status among patients with cleft lip, cleft palate and cleft lip, alveolus and palate in Chennai. India. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies. Medknow, 2015, no. 2(1), pp. 49. doi: http://dx.doi.org/10.4103/2348-2125.150747

22. Nair L., Singh A., Prasad V., Kumar K. Comparison of oral and dental health status in patients with or without cleft lip and palate deformities undergoing orthodontic treatment. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies, 2016, no. 3(2), pp. 73. doi:10.4103/2348-2125.187509

23. Shah S., Uppal S., Mittal R., Garg R., Gupta A. Epidemiology and clinical profile of cleft lip and palate patients, in a tertiary institute in Punjab, India: A preliminary study. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies. Medknow, 2016, no. 3(1), pp. 32. doi: http://dx.doi.org/10.4103/2348-2125.176003

24. Wagner T. Developing a new scissor for cleft surgery: The cleft palate dissection scissor. Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies, 2017, no. 4(2), rr. 170. doi:10.4103/jclpca.jclpca_25_17

25. Wang W., Jiao X.-H., Wang X.-P., Sun X.-Y., Dong C. MTR, MTRR,andMTHFRGene Polymorphisms and Susceptibility to Nonsyndromic Cleft Lip With or Without Cleft Palate. Genetic Testing and Molecular Biomarkers, 2016, no. 20(6), pp. 297–303. doi:10.1089/gtmb.2015.0186

Login or Create
* Forgot password?