Путь пациента с редким диагнозом: нормативные документы и организация лечебно-диагностического процесса при орфанном заболевании в Российской Федерации

The main legislative document of the organization of medical care in the Russian Federation “On fundamental healthcare principles in the Russian Federation” and points related to the rare (orphan) diseases are  discussed. The organization of care, rules for managing a federal  registry of orphan diseases and routing of patients with main orphan nosological forms for which treatment is known are presented.Представлены правовые основы медицинской помощи лицам с редкими (орфанными) заболеваниями, используемые в Федеральном законе «Об основах охраны здоровья граждан в  Российской Федерации», правила ведения федерального регистра орфанных болезней и маршрутизация пациента с теми нозологическими формами, для которых предложено лечение

Chromosome instability, aging and brain diseases

Chromosome instability (CIN) has been repeatedly associated with aging and progeroid phenotypes. Moreover, brain‐specific CIN seems to be an important element of pathogenic cascades leading to neurodegeneration in late adulthood. Alternatively, CIN and aneuploidy (chromosomal loss/gain) syndromes exhibit accelerated aging phenotype

Somatic mosaicism in the diseased brain

It is hard to believe that all the cells of a human brain share identical genomes. Indeed, single cell genetic studies have demonstrated intercellular genomic variability in the normal and diseased brai

Наследственные заболевания легких и современные возможности генетической диагностики

The European Respiratory Society website gives the following criterion for the disease to be classified as rare (orphan) - the disease occurs in 1 person per 2 000. One of the well-studied rare lung diseases is cystic fibrosis (CF), which is often considered a medical care model for patients with other orphan diseases. However, effective diagnostics and therapies have not yet been developed for many other rare diseases. Moreover, their true prevalence remains unknown because these diseases often go undiagnosed. One of the problems in diagnosing rare diseases is the lack of knowledge among physicians.The aim of this review is to provide a brief clinical and genetic description of rare hereditary lung diseases and to show modern genetic diagnostics to raise awareness among physicians. Data from 95 articles on hereditary lung diseases were used.Results. The results of the analysis of lung diseases associated with bronchiectasis, fibrosis, pneumothorax, and hereditary storage diseases are presented. Genetics and diagnostics, including the three-step molecular genetic testing for cystic fibrosis, are considered in detail. The diagnosis has been developed for both neonatal screening and clinical manifestations. The emergence of targeted therapy based on genetic diagnosis makes neonatal screening even more relevant and leads to an increase in life expectancy. A patient registry was established within 10 years. A detailed analysis of the diagnosis of primary ciliary dyskinesia (PCD) is given, taking into account the absence of a single “golden” standard for the diagnosis of PCD. The genetic basis of the most common hereditary diseases and modern possibilities of their diagnosis are discussed, including sequencing of genes responsible for the development of orphan diseases using standard Sanger sequencing methods and next-generation sequencing, and creating multigene panels.Conclusion. New molecular diagnostic methods will help to understand the nature of orphan lung diseases, study their epidemiology, and develop new diagnostic algorithms. The study of the genetic causes of rare diseases may serve as a basis for the development of targeted therapy.На сайте Европейского респираторного общества (https://europeanlung.org/en/information-hub/factsheets/rare-and-orphan-lung-diseases/) приводится принятый в Европейском Союзе следующий критерий отнесения заболевания к редкому (орфанному): заболевание должно встречаться в популяции с частотой < 1 человека на 2 000 населения. Одним из хорошо изученных редких заболеваний легких является муковисцидоз (МВ) (кистозный фиброз), зачастую рассматриваемый как модель оказания медицинской помощи пациентам с другими орфанными заболеваниями. Однако в отличие от МВ, для многих других редких заболеваний действенные подходы к их раннему выявлению и эффективной терапии не разработаны. Более того, их истинная частота в популяции остается неизвестной, т. к. эти заболевания часто вообще не диагностируются. Одной из проблем диагностики редких заболеваний является недостаточная информированность врачей об этих болезнях.Целью обзора явилось описание краткой клинико-генетической характеристики редких наследственных заболеваний легких, оценка современных возможностей их генетической диагностики, а также повышение осведомленности врачей. Использовались данные 95 статей по наследственным заболеваниям легких.Результаты. Приведены результаты анализа заболеваний легких, сопровождающихся бронхоэктазами, фиброзом, пневмотораксом и наследственными болезнями накопления. Подробно рассмотрены генетика, диагностика, в т. ч. трехэтапное молекулярно-генетическое тестирование при МВ. Диагностика заболевания разработана как при неонатальном скрининге, так и по клиническим проявлениям. Появление таргетной терапии, основанной на генетическом диагнозе, делает неонатальный скрининг еще более актуальным, при этом продолжительность жизни пациентов увеличивается. Регистр пациентов создается в течение 10 лет. Приводится подробный анализ диагностики первичной цилиарной дискинезии (ПЦД) с учетом отсутствия единого метода — «золотого стандарта» диагностики ПЦД, как при МВ. Обсуждаются генетические основы наиболее частых наследственных заболеваний и современные возможности их диагностики (секвенирование генов, ответственных за развитие орфанных заболеваний, с использованием стандартных методов секвенирования по Сэнгеру и секвенирование нового поколения, создание мультигенных панелей).Заключение. Новые молекулярно-диагностические методы помогут не только понять природу орфанных заболеваний легких, но и позволят изучить их эпидемиологию и создать новые диагностические алгоритмы. Исследование генетических причин редких заболеваний имеет фундаментальное значение, т. к. может служить основой для разработки таргетной терапии

ROS-Induced DNA Damage Associates with Abundance of Mitochondrial DNA in White Blood Cells of the Untreated Schizophrenic Patients

Objective. The aim of this study was (1) to examine the leukocyte mtDNA copy number (CN) in unmedicated (SZ (m−)) and medicated (SZ (m+)) male patients with paranoid schizophrenia (SZ) in comparison with the healthy male controls (HC) and (2) to compare the leukocyte mtDNA CN with the content of an oxidation marker 8-oxodG in lymphocytes of the SZ (m−) patients. Methods. We evaluated leukocyte mtDNA CN of 110 subjects with SZ in comparison with 60 male HC by the method qPCR (ratio mtDNA/nDNA (gene B2M) was detected). SZ patients were divided into two subgroups. The patients of the subgroups SZ (m+) (N=55) were treated with standard antipsychotic medications in the hospital. The patients of the subgroup SZ (m−) (N=55) were not treated before venous blood was sampled. To evaluate oxidative DNA damage, we quantified the levels of 8-oxodG in lymphocytes (flow cytometry) of SZ (m−) patients (N=55) and HC (N=30). Results. The leukocyte mtDNA CN showed no significant difference in SZ (m+) patients and HC. The mtDNA CN in the unmedicated subgroup SZ (m−) was significantly higher than that in the SZ (m+) subgroup or in HC group. The level of 8-oxodG in the subgroup SZ (m−) was significantly higher than that in HC group. Conclusion. The leukocytes of the unmedicated SZ male patients with acute psychosis contain more mtDNA than the leukocytes of the male SZ patients treated with antipsychotic medications or the healthy controls. MtDNA content positively correlates with the level of 8-oxodG in the unmedicated SZ patients

Ribosomal DNA as DAMPs Signal for MCF7 Cancer Cells

Introduction: The cell free ribosomal DNA (cf-rDNA) is accrued in the total pool of cell free DNA (cfDNA) in some non-cancer diseases and demonstrates DAMPs characteristics. The major research questions: (1) How does cell free rDNA content change in breast cancer; (2) What type of response in the MCF7 breast cancer cells is caused by cf-rDNA; and (3) What type of DNA sensors (TLR9 or AIM2) is stimulated in MCF7 in response to the action of cf-rDNA?Materials and Methods: CfDNA and gDNA were isolated from the blood plasma and the cells derived from 38 breast cancer patients and 20 healthy female controls. The rDNA content in DNA was determined using non-radioactive quantitative hybridization. In order to explore the rDNA influence on MCF7 breast cancer cells, the model constructs (GC-DNAs) were applied: pBR322-rDNA plasmid (rDNA inset 5836 bp long) and pBR322 vector. ROS generation, DNA damage, cell cycle, expression of TLR9, AIM2, NF-kB, STAT3, and RNA for 44 genes affecting the cancer cell viability were evaluated. The methods used: RT-qPCR, fluorescent microscopy, immunoassay, flow cytometry, and siRNA technology.Results: The ratio R = cf-rDNA/g-rDNA for the cases was higher than for the controls (median 3.4 vs. 0.8, p < 10−8). In MCF7, GC-DNAs induce a ROS burst, DNA damage response, and augmentation of NF-kB and STAT3 activity. The number of the apoptotic cells decreases, while the number of cells with an instable genome (G2/M– arrest, micronuclei) increase. Expression of anti-apoptotic genes (BCL2, BCL2A1, BCL2L1, BIRC3, MDM2) is elevated, while expression of pro-apoptotic genes (BAX, BID, BAD, PMAIP1, BBC3) is lowered. The cells response for pBR322-rDNA is much more intense and develops much faster, than response for pBR322, and is realized through activation of TLR9- MyD88 - NF-kB- signaling. This difference in response speed is owing to the heightened oxidability of pBR322-rDNA and better ability to penetrate the cell. Induction of TLR9 expression in MCF7 is followed by blocking AIM2 expression.Conclusion: (1) Ribosomal DNA accumulates in cfDNA of breast cancer patients; (2) Cell free rDNA induce DNA damage response and stimulates cells survival, including cells with an instable genome; (3) Cell free rDNA triggers TLR9- MyD88- NF-kB- signaling, with significantly repressing the expression of AIM2

Low-Dose Ionizing Radiation Affects Mesenchymal Stem Cells via Extracellular Oxidized Cell-Free DNA: A Possible Mediator of Bystander Effect and Adaptive Response

We have hypothesized that the adaptive response to low doses of ionizing radiation (IR) is mediated by oxidized cell-free DNA (cfDNA) fragments. Here, we summarize our experimental evidence for this model. Studies involving measurements of ROS, expression of the NOX (superoxide radical production), induction of apoptosis and DNA double-strand breaks, antiapoptotic gene expression and cell cycle inhibition confirm this hypothesis. We have demonstrated that treatment of mesenchymal stem cells (MSCs) with low doses of IR (10 cGy) leads to cell death of part of cell population and release of oxidized cfDNA. cfDNA has the ability to penetrate into the cytoplasm of other cells. Oxidized cfDNA, like low doses of IR, induces oxidative stress, ROS production, ROS-induced oxidative modifications of nuclear DNA, DNA breaks, arrest of the cell cycle, activation of DNA reparation and antioxidant response, and inhibition of apoptosis. The MSCs pretreated with low dose of irradiation or oxidized cfDNA were equally effective in induction of adaptive response to challenge further dose of radiation. Our studies suggest that oxidized cfDNA is a signaling molecule in the stress signaling that mediates radiation-induced bystander effects and that it is an important component of the development of radioadaptive responses to low doses of IR

Российский регистр пациентов с муковисцидозом: уроки и перспективы

A registry of patients with cystic fibrosis (CF) of the Russian Federation has been compiled annually since 2011. Analysis of the national registry with large amounts of clinical and laboratory data helps understand changes in demographic indicators, plan measures to improve the quality of medical care and evaluate their effectiveness.Aim. To analyze health status of patients with cystic fibrosis in the Russian Federation and the dynamics of key clinical and laboratory parameters from 2011 to 2021. Methods. The health status of CF patients was assessed using the registry data from 2011 to 2021.Results. The analysis revealed an increase in the total number of patients from 1,026% in 2011 to 3,969 in 2021, in the number of patients identified by neonatal screening from 28.8% to 53.5%, and in coverage by genetic testing from 91.8 to 93.6%. At the same time, the number of mutations detected dropped from 80 to 90.5% and the number of patients with unidentified mutations decreased from 9.5 to 3.2%. The mean age at diagnosis of cystic fibrosis did not change (3.3 ± 5.5 in 2011 and 3.1 ± 6.2 in 2021) despite an increase in the number of patients diagnosed through neonatal screening. There was a difference in M ± SD age from 2011 to 2021 (11.5 ± 8.9 in 2011 and 14 ± 9.8 in 2021). The proportion of adult patients was 24.95% in 2011 and 27.4% in 2021. The therapy changed over 11 years - the number of courses of intravenous therapy decreased from 70.9 to 36.4%, the number of patients using inhaled antipseudomonal therapy expanded to 45%, the number of patients using hypertonic sodium chloride solution expanded from 8.7 to 70.7%, the use of glucocorticoids decreased. The targeted therapy was introduced in 2018, and the number of patients receiving pathogenetic drugs is growing.Conclusion. The observed changes are indicative of the health status of Russian patients with cystic fibrosis. Analysis of registries helps improve the organization of medical care, predict and implement sanitary and epidemic measures, plan therapy, and assist the regions in organizing outpatient monitoring and microbiological control. The registry is analyzed to organize health care for adult patients.С 2011 г. ежегодно формируется регистр больных муковисцидозом (МВ) Российской Федерации. Анализ данных национального регистра, в котором аккумулированы большие объемы клинических и лабораторных показателей, является инструментом для понимания изменений демографических показателей, планирования мер по улучшению качества медицинской помощи и оценки их эффективности.Целью исследования явился анализ состояния здоровья российских пациентов с МВ и динамики основных клинико-лабораторных показателей за 2011-2021 гг.Материалы и методы. Проанализировано состояние здоровья российских пациентов с МВ на основании данных регистра больных МВ (2011-2021).Результаты. По данным анализа установлено увеличение общего числа пациентов с 1 026 до 3 969, а также числа больных, выявленных при помощи неонатального скрининга, до 53,5 % (2021) та 28,8 % (2011). В 2011 г. генетическое исследование выполнено у 91,8 % пациентов, а в 2021 г. — у 93,6 %, при этом количество выявленных мутаций увеличилось с 80 до 90,5 % соответственно, а число пациентов с невыявленными мутациями снизилось с 9,5 до 3,2 % соответственно. Средний возраст установления диагноза МВ не претерпел изменений (3,3 ± 5,5 года (2011) та 3,1 ± 6,2 года (2021)), несмотря на увеличение числа пациентов, диагноз у которых установлен при неонатальном скрининге. Разница среднего возраста (M ± SD) пациентов составила 11,5 ± 8,9 года (2011) та 14 ± 9,8 года (2021)), доля взрослых больных — 24,95 % (2011) та 27,4 % (2021). В течение 11 лет также претерпела изменения терапия — с 70,9 до 36,4 снизилось число курсов внутривенной терапии, с 8,7 до 70,7 % увеличилось число пациентов, применяющих гипертонический раствор натрия хлорида, до 45 % — ингаляционную противосинегнойную терапию, уменьшилось число случаев использования глюкокортикостероидов. Таргетная терапия применяется с 2018 г., при этом число пациентов, получающих патогенетические препараты, возрастает.Заключение. Динамика показателей регистра является показателем здоровья и динамики состояния российских пациентов с МВ. По результатам анализа данных регистра улучшается организация медицинской помощи, прогноз и проведение санитарно-эпидемических мероприятий, планирование терапии, оказание помощи регионам в организации амбулаторного наблюдения и микробиологического контроля. Задачей анализа регистра является организация помощи взрослым пациентам