Monogenic diseases - underestimated threat to public health

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In contrast to the prevailing viewpoint, monogenic disorders are responsible for many widespread pathologies not only in children, but in adults as well. Studies of monogenic diseases provided an invaluable contribution to our current knowledge of the genetic basis of such common multifactorial diseases as atherosclerosis, cancer and mental disorders. Moreover, studying genes and proteins with a function altered in monogenic diseases allowed developing new drugs now widely used for treatment of multifactorial and polygenic diseases. On account of examples borrowed from the literature and of our own results of studying familial forms of glaucoma, breast cancer and familial hypercholesterolemia in St. Petersburg we argue that investigations of monogenic diseases in Russia and worldwide have never been more relevant than today and that the issue as a whole deserves more attention.

About the authors

M. Yu. Mandelshtam

Institute of Experimental Medicine of the RAMS

Author for correspondence.
Email: shabanov@mail.rcom.ru
Russian Federation, St. Petersburg

V. B. Vasilyev

Institute of Experimental Medicine of the RAMS

Email: shabanov@mail.rcom.ru
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко Т.Э., Асеев М.В. Геном человека и гены «предрасположенности». (Введение в предиктивную медицину). СПб.: Интермедика, 2000.
  2. Геномика - медицине / Под ред. В.И. Иванова и Л.Л. Киселева. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. 392 с.
  3. Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. СПб.: Специальная литература, 1997.
  4. Горбунова В.Н., Савельева-Васильева Е.А., Красильников В.В. Молекулярная неврология. Часть І. Заболевания нервно-мышечной системы. СПб.: Интермедика, 2000.
  5. Григоренко А.П., Рогаев Е.И. Молекулярные основы болезни Альцгеймера // Мол. биол. 2007. Т. 41. № 2. С. 331-345.
  6. Грудинина Н.А., Голубков В.И., Тихомирова О.С. и др. Преобладание широко распространенных мутаций в гене BRCA1 у больных семейными формами рака молочной железы Санкт-Петербурга // Генетика. 2005. Т. 41. № 3. С. 405-410.
  7. Захарова Ф.М., Татищева Ю.А., Голубков В.И. и др. Семейная гиперхолестеринемия в Санкт-Петербурге: разнообразие мутаций свидетельствует об отсутствии выраженного эффекта основателя // Генетика. 2007. Т. 43. № 9. С. 1255-1262.
  8. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А., Маркова Е. Д. ДНК-диагностика и медико-генетическое консультирование в неврологии. М.: Медицинское информационное агентство, 2002.
  9. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз. СПб.: Питер Пресс, 1995.
  10. Липовецкий Б.М. Клиническая липидология. СПб.: Наука, 2000.
  11. Мандельштам М.Ю. Что дало изучение семейной гиперхолестеринемии для понимания генетики дислипидемий? // Мед. генетика. 2003. Т. 2. № 12. C. 509-519.
  12. Мандельштам М.Ю., Голубков В.И., Ламбер Е.П. и др. Поиск часто встречающихся мутаций в генах предрасположенности к раку молочной железы // Генетика. 2001. Т. 37. № 12. С. 1681-1686.
  13. Мандельштам М.Ю., Масленников А.Б. Изучение молекулярной генетики семейной гиперхолестеринемии в России // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике / Под ред. А.Б. Масленникова. Новосибирск: Издательский дом «Манускрипт», 2001. С. 58-64.
  14. Мандельштам М.Ю., Пчелина С.Н., Татищева Ю.А. и др. 1 азработка методов генотипирования пациентов с семейной гиперхолестеринемией при помощи ПЦР в режиме реального времени // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике. Вып. 9 / Под ред. А.Б. Масленникова. Новосибирск: Альфа Виста, 2006. С. 44-48.
  15. Пузырев В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека. Новосибирск: Наука, Сибирское предприятие РАН, 1997.
  16. Рахманов В.В., Никитина Н.Я., Захарова Ф.М. и др. Мутации и полиморфизмы генов миоцилина и оптиневрина как генетические факторы риска развития первичной открытоугольной глаукомы // Генетика. 2005. Т. 41. № 11. С. 1567-1574.
  17. Тихомирова О.С., Грудинина Н.А., Голубков В.И. И др. Новые мутации в гене BRCA1 у пациентов с раком молочной железы из Санкт-Петербурга // Генетика. 2007. Т. 43. № 9. С. 1263-1268.
  18. Тихомирова О.С., Грудинина Н.А., Мандельштам М.Ю., Васильев В.Б. Этнические особенности спектров мутаций в гене BRCA1 и их использование для диагностики предрасположенности к раку молочной железы // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике. Вып. 11 / Под ред. А.Б. Масленникова. Новосибирск: Альфа Виста, 2007. С. 109-116.
  19. Antonarakis S.E., Beckmann J.S. Mendelian disorders deserve more attention // Nat. Rev. Genet. 2006. Vol. 7. P. 277-282.
  20. Antoniou A.C., Gayther S.A., Stratton J.F. et al. Risk models for familial ovarian and breast cancer // Genet. Epidemiol. 2000. Vol. 18. № 2. Р. 173–190.
  21. Blacklow S.C. Versatility in ligand recognition by LDL receptor family proteins: advances and frontiers // Curr. Opin. Struct. Biol. 2007. Vol. 17. № 4. Р. 419-426.
  22. Bodzioch M., Orso E., Klucken J. et al. The gene encoding ATP-binding cassette transporter 1 is mutated in Tangier disease // Nat. Genet. 2004. Vol. 22. P. 347-351.
  23. Brinkman R.R., Dubé M.-P., Rouleau G.A. et al. Human monogenic disorders - a source of novel drug targets // Nat. Rev. Genet. 2006. Vol. 7. P. 249-260.
  24. Brooks-Wilson A., Marcil M., Clee S.M. et al. Mutations in ABC1 in Tangier disease and familial highdensity lipoprotein deficiency // Nat. Genet. 1999. Vol. 22. P. 336-345.
  25. Careskey H.E., Davis R.A., Alborn W.E. et al. Atorvastatin increases human serum levels of proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 // J. Lipid Res. 2008. Vol. 49. № 2. Р. 394–-398.
  26. Chakir Kh., Skobeleva N.A., Shevtsov S.P. et al. Two novel Slavic point mutations in the low-density lipoprotein receptor gene in patients with familial hypercholesterolemia from St. Petersburg, Russia // Mol. Genet. Metabol. 1998. Vol. 63. Р. 31-34.
  27. Cohen J.C., Kiss R.S., Pertsemlidis A. et al. Multiple rare alleles contribute to low plasma levels of LDL cholesterol // Science. 2004. Vol. 305. P. 869–872.
  28. Cohen M.M., Jr. Persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy // Am. J. Med. Genet. 2003. Vol. A122. P. 351-353.
  29. De Braekeleer M. Hereditary disorders in SaguenayLac-St-Jean (Quebec, Canada) // Hum. Hered. 1991. Vol. 41. P. 141–146.
  30. Endo A., Kuroda M., Tanzawa K. Competitive inhibition of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase by ML-236A and ML-236B fungal metabolites, having hypocholesterolemic activity // FEBS Lett. 1976. Vol. 72. № 2. Р. 323–326.
  31. Fan D., Yancey P.G., Qiu S. et al. Self-association of human PCSK9 correlates with its LDLR-degrading activity // Biochemistry. 2008. Jan 16 [Epubahead of print].
  32. Finishing the euchromatic sequence of the human genome // Nature. 2004. Vol. 431. P. 931-945.
  33. Funayama T., Ishikawa K., Ohtake Y. et al. Variants in optineurin gene and their association with tumor necrosis factor-a polymorphisms in Japanese patients with glaucoma // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2004. Vol. 45. P. 4359-4367.
  34. Glaspy J. The impact of epoetin alfa on quality of life during cancer chemotherapy: a fresh look at an old problem // Semin. Hematol. 1997. Vol. 34. P. 20-26.
  35. Goldstein J.L., Helgeson J.A., Brown M.S. Inhibition of cholesterol synthesis with compactin renders growth of cultured cells dependent on the low density lipoprotein receptor // J. Biol. Chem. 1979. Vol. 254. № 12. P. 5403-5409.
  36. Goldstein J.L., Hobbs H.H., Brown M.S. Familial hypercholesterolaemia // The metabolic and molecular basis of inherited disease. Vol. III / Eds. C.R. Scriver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle. N.Y.: McGraw Hill, 2001. P. 2863–2914.
  37. Hamosh A., Scott A., Amberger J.S. et al. Online Mendelian inheritance in Man (OMIM), a knowledgebase of human genes and genetic disorders // Nucl. Acids Res. 2005. Vol. 33. P. D514–D517.
  38. Hobbs H.H., Russell D.W., Brown M.S., Goldstein J.L. The LDL receptor locus in familial hypercholesterolemia: mutational analysis of a membrane protein // Annu. Rev. Genet. 1990. Vol. 24. P. 133-170.
  39. Hopkins P.N., Stephenson S., Wu L.L. et al. Evaluation of coronary risk factors in patients with familial hypercholesterolemia // Am. J. Cardiol. 2001. Vol. 87. P. 547-553.
  40. Horton J.D., Goldstein J.L., Brown M.S. SREBPs: activators of the complete program of cholesterol and fatty acid synthesis in the liver // J. Clin. Invest. 2002. Vol. 109. № 9. Р. 1125–1131.
  41. IMS Health. 2004 year-end U.S. prescription and sales information and commentary. IMS Press Room web site [online], http://www.imshealth.com/ims/portal/front/articleC/0,2777,6652_3665_69890098,00.html (2005).
  42. Jansen A.C.M., van Wissen S., Defesche J.C., Kastelein J.J.P. Phenotypic variability in familial hypercholesterolemia: an update // Curr. Opin. Lipidol. 2002. Vol. 13. P. 165-171.
  43. Kumar A., Basavaraj M.G., Gupta S.K. et al. Role of СҮР1В1, МҮОС, ОРTN and OPTC genes in adult-on set primary open-angle glaucoma: predominance of CYP1B1 mutations in Indian patients // Mol. Vision. 2007. Vol. 13. P. 667-676.
  44. Lambert G. Unravelling the functional significance of PCSK9 // Curr. Opin. Lipidol. 2007. Vol. 18. № 3. P. 304-309.
  45. Lehrman M.A., Schneider W.J., Brown M.S. et al. The Lebanese allele at the LDL receptor locus: Nonsense mutation produces truncated receptor that is retained in endoplasmic reticulum // J. Biol. Chem. 1987. Vol. 262. P. 401-410.
  46. Lilly S.M., Rader D.J. New targets and emerging therapies for reducing LDL cholesterol // Curr. Opin. Lipidol. 2007. Vol. 18. № 6. Р. 650–655.
  47. Mandelshtam M.Ju., Chakir Kh., Shevtsov S.P. et al. Prevalence of Lithuanian mutation among St. Petersburg Jews with familial hypercholesterolemia // Hum. Mutat. 1998. Vol. 12. № 4. Р. 255-258.
  48. Meijers-Heijboer H., van den Ouweland A., Klijn J. et al. Low-penetrance susceptibility to breast cancer due to CHEK2(*)1100delC in noncarriers of BRCA1 or BRCA2 mutations // Nat. Genet. 2002. Vol. 31. № 1. P. 55-59.
  49. Meiner V., Landsberger D., Berkman N. et al. A common Lithuanian mutation causing familial hypercholesterolemia in Ashkenazi Jews // Am. J. Hum. Genet. 1991. Vol. 49. P. 443-449.
  50. Melki R., Belmouden A., Akhayat O. et al. The M98K variant of the OPTINEURIN (OPTN) gene modifies initial intraocular pressure in patients with primary open angle glaucoma // J. Med. Genet. 2003. Vol. 40. P. 842-844.
  51. Mohini R. Clinical efficacy of recombinant human erythropoietin in hemodialysis patients // Semin. Nephrol. 1989. Vol. 9. Р. 16–21.
  52. O'Connor T.P., Crystal R.G. Genetic medicines: treatment strategies for hereditary disorders // Nat. Rev. Genet. 2006. Vol. 7. Р. 261-276.
  53. Oddoux C., Struewing J.P., Clayton M.C. et al. The carrier frequency of the BRCA2 6174delT mutation among Ashkenazi Jewish individuals is approximately 1% // Nat. Genet. 1996. Vol. 14. № 2. Р. 188-190.
  54. Pajukanta P., Lilja H.E., Sinsheimer J.S. et al. Familial combined hyperlipidemia is associated with upstream transcription factor 1 (USF1) // Nat. Genet. 2004. Vol. 36. P. 371-376.
  55. Passarge E. Color Atlas of Genetics. Stuttgart, New York: George Thieme Verlag, 1995.
  56. Peltonen L., Perola M., Naukkarinen J., Palotie A. Lessons from studying monogenic disease for common disease // Hum. Mol. Genet. 2006. Vol. 15 (Rev. Issue 1). P. R67-R74.
  57. Pimstone S.N., Sun X.-M., de Souich Ch. et al. Phenotypic variation in heterozygous familial hypercholesterolemia. A comparison of Chinese patients with the same or similar mutations in the LDL receptor gene in China or Canada // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1998. Vol. 18. P. 309-315.
  58. Roa B.B., Boyd A.A., Volcik K., Richards C.S. Ashkenazi Jewish population frequencies for common mutations in BRCA1 and BRCA2 // Nat. Genet. 1996. Vol. 14. № 2. Р. 185-187.
  59. Seftel H.C., Baker S.G., Jenkins T., Mendelsohn D. Prevalence of familial hypercholesterolemia in Johannesburg Jews // Am. J. Med. Genet. 1989. Vol. 34. P. 545-547.
  60. Slack J. Inheritance of familial hypercholesterolemia // Atheroscler. Rev. 1979. Vol. 5. P. 35-66.
  61. Slimane M.N., Lestavel S., Sun X. et al. Fh-Souassi: a founder frameshift mutation in exon 10 of the LDL-receptor gene, associated with a mild phenotype in Tunisian families // Atherosclerosis. 2001. Vol. 154. P. 557-565.
  62. Stein E.A. The lipid disorders centre at the Transvaal Memorial Hospital for Children. A review of the first 30 months // S. Afr. Med. J. 1977. Vol. 52. № 14. P. 573-579.
  63. Steyn K., Weight M.L., Dando B.R. et al. The use of low density lipoprotein receptor activity of lymphocytes to determine the prevalence of familial hypercholesterolaemia in a rural South African community // J. Med. Genet. 1989. Vol. 26. P. 32-36.
  64. Storey R.F. The P2Y12 receptor as a therapeutic target in cardiovascular disease // Platelets. 2001. Vol. 12. P. 197-209.
  65. Struewing J.P., Abeliovich D., Peretz T. et al. The carrier frequency of the BRCA1 185delAG mutation is approximately 1 percent in Ashkenazi Jewish individuals individuals // Nat. Genet. 1995. Vol. 11. № 2. Р. 198-200.
  66. Vogel F. Relevant deviations heterozygotes of autosomal-recesive diseases // Clin. Genet. 1984. Vol. 25. P. 381-345.
  67. Willoughby C.E., Chan L.L.Y., Herd S. et al. Defining the pathogenicity of optineurin in juvenile openangle glaucoma // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2004. Vol. 45. P. 3122-3130.
  68. Wittekoek M.E., Moll E., Pimstone S.N. et al. A frequent mutation in the lipoprotein lipase gene (D9N) deteriorates the biochemical and clinical phenotype of familial hypercholesterolemia // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 1999. Vol. 19. P. 2708–2713.
  69. Wittekoek M.E., Pimstone S.N., Reymer P.W. et al.
  70. A common mutation in the lipoprotein lipase gene (N291S) alters the lipoprotein phenotype and risk for cardiovascular disease in patients with familial hypercholesterolemia // Circulation. 1998. Vol. 97. P. 729- 735. Zakharova F.M., Damgaard D., Mandelshtam M.Y. et al. Familial hypercholesterolemia in St. Petersburg: the known and novel mutations found in the low density lipoprotein receptor gene in Russia // BMC Med. Genet. 2005. Vol. 6. № 1. P. 6 (http://www.biomedcentral.com/1471-2350-6-6) (всего 10 с.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2008 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.