Генетические предпосылки возникновения патологии

При синдроме Ангельмана отсутствуют некоторые гены из 15-й хромосомы (в большинстве случаев — частичная делеция либо другая мутация 15 хромосомы). При синдроме Ангельмана страдает материнская хромосома; в случае повреждения отцовской хромосомы возникает синдром Прадера-Вилли.

Кариотип 46 XX или XY, 15р?. Обычно синдром вызывается спонтанным хромосомным дефектом, когда отсутствует большая смежная область из 3−4 миллионов пар оснований ДНК в области q11-q13 15-й хромосомы (Рис. 2.1).

Рис. 2.1 Три класса мутаций при Синдроме Ангельмана; М-мать, О-отец; ОРД — однородительская дисомия

Согласно результатам многих независимых исследований, причиной возникновения синдрома Ангельмана может являться мутация в гене UBE3A. Продукт этого гена — ферментный компонент сложной системы деградации белков.

Синдром диагностируется путем генетического анализа (15 хромосома), рекомендуемого для новорожденных с пониженным мышечным тонусом (гипотонусом), отставанием в развитии общей моторики и в развитии речи.

Родители и врачи должны обратить внимание на случаи мелкого тремора, хаотические, порывистые движения конечностей, походку с негнущимися ногами; в ряде случаев специфическое выражение лица, слишком частый смех.

Для Выявления синдрома проводят цитогенетический анализ на кариотип (кариотипирование).

Синдром Ангельмана возникает вследствие потери нормальных материнских копий генов в определенной области 15 хромосомы. Чаще всего это происходит путем делеции сегмента этой хромосомы. Другими причинами возникновения заболевания могут быть одноотцовская дисомия, транслокация или мутация одного гена в этой области.

Обычно, здоровый человек получает две копии 15 хромосомы, одну от матери, другую от отца. Однако, область этой хромосомы, которая является очень важной для синдрома Ангельмана, экспрессия материнских и отцовских копий генов очень отличается. Это связано с гендерным эпигенетическим импринтингом; биохимическим механизмом метилирования ДНК. У здорового человека, экспрессия материнской аллели — сильнее, тогда как отцовская аллель почти не проявляется. Если же материнские копии генов — удалены или мутированы, то это вызывает появление синдрома Ангельмана. Следует отметить, что тест на метилирование, который проводится для диагностики синдрома Ангельмана (дефект UBE3A) на самом деле направлен на поиск соседнего гена SNRPN (который имеет противоположный характер метилирования).

Синдром Ангельмана может также быть результатом мутации одного гена. Этот ген (UBE3A), участвующего в метаболизме убиквитина) присутствует на обоих копиях хромосом (на родительской и на материнской), но его действие отличается от процесса метилирования (импринтинга). Инактивация отцовской копии гена UBE3A происходит в мозге (в гиппокампе и мозжечке), тогда как материнская аллель почти всегда остается активной.

Наиболее распространенным генетическим дефектом, который приводит к появлению синдрома Ангельмана, является: делеция 4Mb (мега) материнской копии хромосомной области 15q11−13, которая вызывает отсутствие экспрессии родительской копии UBE3A в мозге. UBE3A кодирует деятельность E6-AP убиквитин лигазы, которая очень тщательно выбирает его субстраты. И именно выявление четырех субстратов Е6-AP позволило несколько понять возможные молекулярные механизмы, лежащие в основе возникновения синдрома Ангельмана.

Начальные исследования, которые проводятся с помощью мышей, у которых отсутствует экспрессия материнской копии гена UBE3A, обнаружили серьезные отклонения в деятельности гиппокампа, которые нарушают процесс формирования памяти. В частности, наблюдаются отклонения в парадигмах обучения, особенно в тех процессах, которые зависят от деятельности гиппокампа — кондиционирование страхом.

Кроме того, искусственное поддержание долгосрочной синаптической пластичности гиппокампа в области СА1 нарушает функционирование Ube3a-/ - у мышей. Это позволяет обеспечить связь между искусственной синаптической пластичностью гиппокампа и формированием гиппокамп-зависимой памяти в естественных условиях, и молекулярной природе синдрома Ангельмана.