Исследователи из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выявили гены, определяющие индивидуальную чувствительность человека к боли в спине. Это открытие объясняет, почему одни люди ощущают сильные болевые симптомы при минимальных изменениях позвоночника, а другие практически не чувствуют дискомфорта даже при серьезных патологиях. Статья об этом опубликована в международном журнале Spine Journal.
«Причина болей в спине оказалась куда более глубокой и многогранной, чем считалось ранее. По мере изучения вопроса выяснилось, что наибольший вклад вносят вовсе не гены, связанные исключительно со спиной или позвоночником, а те, которые отвечают за деятельность нервной системы. За ними следуют гены, задействованные в развитии костно-хрящевых структур позвоночника — их вклад намного скромнее, хотя они и оказывают определенное влияние на здоровье позвоночника. Замыкают список гены, участвующие в работе иммунной системы, но их роль в возникновении боли также ограничена», — рассказывает младший научный сотрудник межинститутской лаборатории молекулярной палеогенетики и палеогеномики ФИЦ ИЦиГ СО РАН Елизавета Евгеньевна Елгаева.
Наличие изменений на МРТ позвоночника далеко не всегда сопровождается болью в спине. Известно, что некоторые пациенты испытывают сильную боль при незначительных отклонениях от нормы на снимках, тогда как у других нет симптомов даже при серьезных проблемах с позвоночником. С медицинской точки зрения эта загадка давно вызывает интерес среди специалистов. Исследования помогли объяснить такое расхождение. Оказалось, что решающую роль играет генетика: риск развития болевых ощущений зависит от индивидуальной генетической предрасположенности конкретного пациента. Если человек имеет высокую наследственную склонность к хроническим болям, даже небольшие нарушения структуры позвоночника способны привести к появлению болезненных симптомов. Напротив, у тех, кто генетически менее восприимчив к боли, значительные отклонения на МРТ могут никак себя не проявлять.
«Более семи лет назад наша лаборатория начала исследования, целью которых было выявление участков генома, связанных с болью в спине. Анализируя данные из открытого биобанка Великобритании (выборка около полумиллиона человек), первоначально обнаружили лишь три гена. Затем, применяя собственные разработанные методики многомерного анализа, мы расширили круг состояний для изучения, включив схожие виды хронической боли, такие как боль в коленях, бедре, шее, а позже — головные и боли в животе. Всего удалось обнаружить свыше десятка генов, участвующих в контроле хронической боли, то есть той, которая продолжается более трех месяцев», — поделилась исследовательница.
Обнаружение конкретных генов позволит создавать индивидуальные прогнозы риска появления болей в спине. Суть метода заключается в следующем: если удастся определить надежные генетические маркеры, повышающие риск болезни, пациентам можно предложить пройти специальное генетическое обследование. Полученная информация о генотипе поможет вычислить вероятность развития тяжелого поражения позвоночника. Такие модели строятся следующим образом: сначала выявляется перечень генетических признаков, связанных с болезнью, затем составляется модель, учитывающая специфический генотип каждого человека по этим признакам. Каждый генотип получает коэффициент, отражающий степень влияния на общий риск развития заболевания. Он обычно определяется результатами крупных геномных исследований ассоциаций.
Пока качество предсказания для боли в спине, как и для других заболеваний, контролируемых десятками генов, оставляет желать лучшего. Однако постепенное совершенствование прогностических методов и учет дополнительной информации о пациенте (образ жизни, анамнез, наличие факторов риска) в перспективе могут повысить точность предсказания и сделать описанный подход важной частью врачебной практики.
Ученые ФИЦ ИЦиГ СО РАН сотрудничают с врачами из Новосибирского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии (НИИТО) им. Я.Л. Цивьяна Минздрава России и Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии (ЦИТО) им. Н.Н. Приорова Минздрава России (Москва). Для дальнейших исследований выбрали пациентов, у которых зафиксирована различная степень дегенерации межпозвонковых дисков. Часть из них проходила соответствующее лечение. У тех, кому проводили операцию, были взяты тканевые пробы — образцы ткани межпозвонковых дисков с разной степенью дегенерации. С их помощью проанализируют, каким образом изменяется активность генов по сравнению с нормальным уровнем. Цель — выявить гены, осуществляющие контроль над процессом дегенерации позвоночника, что даст возможность глубже разобраться в механизмах развития дегенеративных изменений межпозвонковых дисков и понять причины болей в спине.
«Сейчас мы активно занимаемся анализом выборки, собранной вместе с коллегами из НИИТО и ЦИТО. Уже скоро выйдут наши первые публикации по эпидемиологическим данным. Впереди — исследования генетики заболевания. Запланирован масштабный геномный анализ ассоциаций: будем проверять каждый участок генома, чтобы выяснить, какие из них отвечают за дегенерацию межпозвонковых дисков и прочих костно-хрящевых структур позвоночника. Еще одна важная задача — выявить гены, которые демонстрируют аномальную экспрессию: либо чрезмерно активируются, либо подавляются», — отметила Елизавета Елгаева.
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Ирина Баранова
Фото Елены Трухиной
