Анализ генов, ассоциированных с ретинобластомой, с помощью методов анализа биоинформатики

Обоснование: ретинобластома — распространённая неоплазия, поражающая орган зрения у детей раннего возраста. Смертность составляет около 15%. В 91% случаев требуется хирургическое вмешательство и энукуляция, что существенно снижает качество жизни пациента. Ранняя диагностика заболевания может помочь скорректировать подходы к лечению ретинобластомы, существенно повысить шансы сохранения зрения. Это важно с учётом того, что около 95% случаев ретинобластомы диагностируются до 5 лет. В данной работе с помощью биоинформатических методов проводится комплексный анализ закономерностей и связей между генами, ассоциированными с ретинобластомой, который в дальнейшем может стать основой молекулярно-генетического тестирования для диагностики данной онкологии.

Цель: комплексный анализ генов и их продуктов, ассоциированных с ретинобластомой, для выявления закономерностей развития онкологии.

Методы:

1. Получение и сортировка списка генов с помощью баз данных OMIM и СOSMIC (https://omim.org/; https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic).
2. Расчёт категорий генных онтологий с помощью сервисов DAVID и PANTHER (https://david.ncifcrf.gov/; http://pantherdb.org/).
3. Реконструкции генной сети с помощью сервиса GeneMANIA (https://genemania.org/).
4. Анализ трёхмерной структуры белков с помощью с базы данных PDB (RCSB) (https://www.rcsb.org/).

Результаты: в результате работы с базой данных OMIM после сортировки списка генов, ассоциированных с ретинобластомой, был получен список, состоящий из 139 элементов. После сортировки и сравнения с результатами аналогичного запроса в базе данных COSMIC были выделены ключевые гены, ассоциированные с развитием ретинобластомы: RB1, KRAS, SYK, MYCN и BCOR. Полученный список был проанализирован на предмет категорий генных онтологий с помощью сервисов DAVID и PATHER. Наиболее значимыми категориями для генов ретинобластомы стали регуляторы клеточного цикла, в частности регуляторы перехода из фазы G в S, а также регуляторы транскрипции с промотора РНК-полимеразы II. Анализ структуры генной сети для генов ретинобластомы, проведённый с помощью сервиса GeneMANIA, показал существование плотных, связных кластеров генов, в центре которых гены-регуляторы клеточного цикла и транскрипции. С помощью базы данных PDB (RCSB) были получены трёхмерные структуры продуктов экспрессии ключевых генов.

Заключение: для совершенствования системы мониторинга ретинобластомы требуется разработка молекулярно-генетического тестирования ретинобластомы на активность экспрессии ассоциированных генов и их продуктов в пренатальном и (или) постнатальном периоде. Результаты работы могут послужить входными данными для разработки данного тестирования.