ГС ревматоидного артрита


ВВЕДЕНИЕ. Актуальность настоящего исследования обусловлена тем, что в результате многочисленных экспериментальных и клинических работ накоплены обширные объёмы разрозненных генетических данных о молекулярных механизмах развития ревматоидного артрита (РА), которые нуждаются в систематизации и комплексном анализе. Целостное понимание молекулярно-генетических механизмов патогенеза РА на уровне генных сетей необходимо для разработки инновационных подходов к профилактике и лечению этого заболевания.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ГС И ЕЕ ФРАГМЕНТОВ. Общий вид реконструированной генной сети представлен на рисунке Ж.11. Ассоциативная генная сеть (АГС) ревматоидного артрита включает в себя объект «Ревматоидный артрит», а также 2178 генов и 2507 белков, связанных с ревматоидным артритом 9877 взаимодействиями.

Рис1

Рисунок Ж.11 – Общий вид генной сети ревматоидного артрита, реконструированной с помощью системы ANDSystem. Генная сеть включает 2178 генов и 2507 белков, связанных с ревматоидным артритом 9877 взаимодействиями. Для иллюстрации взаимодействий отдельно показаны связи ревматоидного артрита с белками TNFA и WNT5A и геном IL6. Отдельно от всех объектов сети показаны гены, белки и микроРНК, имеющие наибольшее количество связей в сети. Цифры в скобках обозначают количество связей в сети

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ РЕКОНСТРУКЦИИ. Реконструкцию генной сети осуществляли с помощью компьютерной системы ANDSystem (https://www-bionet.sysbio.cytogen.ru/and/cell/), предназначенной для автоматизированого извлечения знаний и фактов из текстов научных публикаций и баз данных биомедицинской направленности с использованием методов машинного обучения и искусственного интеллекта.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ

Список генов человека, ассоциированных с развитием ревматоидного артрита, формировался на основе запросов к Базе знаний системы ANDSystem, которая интегрирует данные из публикаций и баз данных Gene Ontology (https://geneontology.org/), EntrezGene (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene), NCBI и других биоинформатических ресурсов. Информация о взаимодействиях между генами и белками извлекалась из научных публикаций и баз данных, включая данные об ассоциациях генов и белков с ревматоидным артритом.

ОПИСАНИЕ ГЕННОЙ СЕТИ. Реконструированная ассоциативная генная сеть ревматоидного артрита содержит 2178 генов и 2507 белков, ассоциированных с развитием заболевания, а также 9877 взаимодействий, отражающих различные типы функциональных связей между РА и остальными объектами сети.

Выявленные взаимодействия представляют различные типы регуляции, включая:

  1. Подавление экспрессии генов (93 связи)
  2. Регуляцию экспрессии (472 связи)
  3. Повышение экспрессии (365 связей)
  4. Регуляцию активности белков (26 связей)
  5. Регуляцию модификации белков (8 связей)
  6. Регуляцию транспорта белков (28 связей)
  7. Ассоциативные связи (4449 связей)
  8. Маркерные связи (338 связей)
  9. Связи с факторами риска (274 связи)
  10. Связи, отражающие положительное воздействие гена/белка на лечение ревматоидного артрита (263 связи)

СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ. На основе компьютерного анализа генной сети был выявлен 381 статистически значимый биологический процесс, вовлеченный в патогенез ревматоидного артрита. Среди наиболее статистически значимо перепредставленных процессов оказались: Воспалительный ответ (GO:0006954, p=3.7×10^{-123}) -центральный процесс в патогенезе РА; иммунный ответ (GO:0006955, p=8.2×10^{-103}) - активация адаптивного и врожденного иммунитета;

Анализ выявил, что воспалительный ответ статистически значимо перепредставлен не только в основной генной сети РА (p=3.7×10^{-123}), но также в генных сетях, описывающих ответ на синтетические базисные противовоспалительные препараты (сБПВП) и таргетные синтетические базисные противовоспалительные препараты (тсБПВП), что указывает на его центральную роль в механизмах действия антиревматических препаратов.

УРОВЕНЬ НОВИЗНЫ, ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Реконструкция ассоциативной генной сети ревматоидного артрита и идентификация с её помощью 11 биологических процессов, значимых для патогенеза РА, но не являющихся прямыми мишенями существующей терапии, выполнены впервые.

Новые знания, полученные в ходе анализа генной сети, могут быть использованы не только при создании моделей, предсказывающих динамику развития ревматоидного артрита, но и для идентификации новых молекулярных мишеней при разработке более эффективных лекарственных средств.

Выявленные с помощью этой генной сети биологические процессы и их ключевые регуляторы, представляют собой перспективные мишени для разработки таргетных лекарственных средств, способных повысить эффективность терапии РА, в том числе у пациентов, резистентных к существующим методам лечения.

НАУЧНАЯ ПУБЛИКАЦИЯ. Мищенко Е.Л., Яцык И.В., Деменков П.С., Адамовская А.В., Иванисенко Т.В., Клещев М.А., Иванисенко В.А. Применение программно-информационной системы ANDSystem для поиска мишеней таргетной терапии ревматоидного артрита на основе анализа биологических процессов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2025;29(7):1009-1019. doi 10.18699/vjgb-25-106