Коротко — что смотреть в первую очередь в родословной:
- Митохондриальное наследование: поражённые матери передают признак всем своим детям (практически $100\%$), поражённые отцы обычно не передают.
- Аутосомно-доминантное: поражаются и мужчины, и женщины; поражённый человек (мужчина или женщина) может передавать признак потомкам независимо от пола; часто наблюдается вертикальная передача через поколения.
Однако эти паттерны не абсолютны (гетероплазмия, неполная пенетрантность, де‑ново‑мутации, фенокопии), поэтому нужны экспериментальные подходы.
Экспериментальные подходы и их ограничения
1) Анализ родословной и статистическая сегрегация
- Что даёт: формальная оценка соответствия моделям (материнская vs аутосомно-доминантная), расчёт LOD‑score/вероятностей сегрегации.
- Ограничения: требует достаточного числа информативных семейных членов; ложные выводы при фенокопиях, неполной пенетрантности или де‑ново‑мутациях.
2) Молекулярное секвенирование ядерного генома (panel/exome/genome) для поиска доминантных вариантов
- Что даёт: выявление гетерозиготных патогенных вариантов в ядерных генах, соосновывающих доминантный тип.
- Ограничения: варианты с неизвестной клинической значимостью (VUS), генетическая гетерогенность, мозаицизм у родителей может затруднить интерпретацию; нельзя обнаружить чисто митохондриальные мутации.
3) Секвенирование митохондриальной ДНК (mtDNA) + количефикация гетероплазмии
- Что даёт: обнаружение патогенных вариантов в mtDNA и измерение доли мутантных молекул в тканях.
- Техники: глубокое NGS (порог обнаружения порядка $\sim 1\%$ при достаточной глубине), Sanger (порог обнаружения примерно $\sim 15-20\%$), ddPCR/целевая qPCR (порог до $\sim 0.1\%$).
- Ограничения: гетероплазмия очень вариабельна между тканями и у потомков (банальный образец крови может не отражать поражённые ткани); NUMT (ядренные встраивания mtDNA) могут давать ложноположительные сигналы; редкие случаи отцовской передачи (очень редки) и соматические мутации затрудняют интерпретацию.
4) Анализ распределения/передачи гетероплазмии по поколениям и тканям
- Что даёт: если мутантная доля в матери коррелирует с поражением у потомков и наблюдается материнская передача — в пользу митохондриального.
- Ограничения: «бутылочное горлышко» митохондрий делает передачу непредсказуемой; требуется множественная проба разных тканей и членов семьи.
5) Цитопатологические и биохимические тесты (ферментный анализ комплексов ОФЭКС, гистохимия мышечного биоптата)
- Что даёт: типичный митохондриальный дефект дыхательной цепи и морфологические признаки (Ragged‑red fibres). Поддерживает митохондриальную причину.
- Ограничения: не специфично для mtDNA vs ядерных генов, инвазивность (биопсия мышцы).
6) Функциональные эксперименты: кибриды (cybrid), клеточные линии и модельные системы
- Что даёт: перенос митохондрий в rho0‑клетки (cybrid) покажет, связана ли фенотипическая ошибка с mtDNA; комплементация/экспрессия нормального ядерного гена проверяет доминантную потерю функции.
- Ограничения: трудоёмко, требует специализированной лаборатории; не всегда однозначны из‑за ядерно‑митохондриальных взаимодействий.
7) Соматическое/мозаичное тестирование родителей
- Что даёт: выявление родительского мозаицизма (ядерного доминантного или митохондриального) — важно для риска повторения.
- Ограничения: мозаицизм может быть низкоуровневым и требовать очень чувствательных методов; распределение по тканям ограничено.
Ключевые практические моменты для дифференциации
- Если поражённый отец передаёт признак → митохондриальное наследование практически исключено.
- Если все дети поражённой матери получают мутацию/фенотип (или высокая доля гетероплазмии у всех) — в пользу mtDNA, но нужно учесть гетероплазмию и пороговые эффекты.
- Комбинировать: подробная родословная + секвенирование mtDNA (с чувствительной количефикацией гетероплазмии, несколько тканей) + секвенирование ядерных генов. При сомнении — функциональные тесты (cybrid, биохимия).
Кратко о надежности: ни один тест не даёт абсолютной гарантии в одиночку; наиболее надёжный вывод получается при комбинировании родословного анализа, генетического тестирования (ядро и mtDNA с учётом чувствительности) и, при необходимости, функциональных экспериментов.