zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2020-17-3-22zdor-278Research ArticleНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИNEW TECHNOLOGIESРазработка метода определения уровней нормализованной экспрессии структурных и функциональных генов у пациентов с артропатиями коленного суставаDevelopment of a method for determining the levels of normalized expression of structural and functional genes in patients with knee joint arthropathyhttps://orcid.org/0000-0002-3252-2626КостюкС. А.KostiukS. A.

Костюк Светлана Андреевна — д.м.н., профессор, главный научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»

e-mail: s.kostiuk@mail.ru

Svetlana A. Kostiuk — Doctor of Medical Sciences, Professor, Chief researcher at the Science-Research Laboratory of Belarusian Medical Academy for Postgraduate Education

e-mail: s.kostiuk@mail.ru

s.kostiuk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7130-2776ПолуянО. С.PoluyanO. S.

Полуян Ольга Сергеевна — к.б.н., ведущий научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»

Olga S. Poluyan — Leading researcher at the Science-Research Laboratory of Belarusian Medical Academy for Postgraduate Education

noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8917-6816РуденковаТ. В.RudenkovaT. V.

Руденкова Татьяна Владимировна — к.б.н., ведущий научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»

Tatyana V. Rudenkova — Candidate of Biological Sciences, Leading researcher at the Science-Research Laboratory of Belarusian Medical Academy for Postgraduate Education

noemail@neicon.ruБенькоА. Н.BenkoA. N.

Бенько Александр Николаевич — к.м.н., доцент кафедры травматологии и ортопедии ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»

Alexander N. Benko — Candidate of Medical Sciences, Associate Professor at Traumatology and Orthopedics Department of Belarusian Medical Academy of Postgraduate Education

noemail@neicon.ruГерасименкоМ. А.GerasimenkoM. A.

Герасименко Михаил Александрович — д.м.н., профессор, директор ГУ «Республиканский научнопрактический центр травматологии и ортопедии»

Michael A. Gerasimenko — Doctor of Medical Sciences, Professor, Director of the Republican Scientific and Practical Center of Traumatology and Orthopedics

noemail@neicon.ruГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования»Belarusian Medical Academy for Postgraduate EducationГУ «Республиканский научно-практический центр травматологии и ортопедииRepublican Scientific and Practical Center of Traumatology and Orthopedics20202809202003144151Copyright © Костюк С.А., Полуян О.С., Руденкова Т.В., Бенько А.Н., Герасименко М.А., 20202020Костюк С.А., Полуян О.С., Руденкова Т.В., Бенько А.Н., Герасименко М.А.Kostiuk S.A., Poluyan O.S., Rudenkova T.V., Benko A.N., Gerasimenko M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/278

Цель исследования : разработать метод молекулярного-генетического анализа для определения уровней нормализованной экспрессии генов COL2A1 , COL6A1 , MMP-2 и MMP-9 в биологическом материале пациентов с гонартрозом. Материал и методы . В качестве биологического материала для исследования использовали биоптаты хряща коленного сустава 10 пациентов с гонартрозом. Выделение нуклеиновых кислот из образцов биологического материала проводили с использованием реагента TRIZol. Обратную транскрипцию проводили с использованием набора SuperScript III reverse transcriptase, dNTP и Ribonuclease inhibitor («Invitrogen», США). Результаты . С использованием программного обеспечения VectorNTI подобраны пары праймеров (forward и reverse) и TaqMan-зондов для генов COL2A1 , COL6A1 , MMP-2 и MMP-9 , изучена возможность использования подобранных пар праймеров и зондов для выявления каждого из исследуемых генов. Сконструированы «in-house» тест-системы в формате мультиплекс для референсного и таргетного генов. Заключение . Подтверждена высокая специфичность (100 %) выбранных наборов олигонуклеотидных праймеров с использованием онлайн приложения NCBI/Blast. Разработанный молекулярно-генетический метод может быть использован для определения уровней нормализованной экспрессии генов COL2A1 , COL6A1 , MMP-2 и MMP-9 при артропатиях коленного сустава.

Objective : to develop a method of molecular genetic analysis for determining the normalized expression levels of COL2A1, COL6A1, MMP-2, and MMP-9 genes in the biological material of patients with gonarthrosis. Material and methods . The biopsy samples of knee joint cartilage of 10 patients with gonarthrosis were used as a biological material for the study. Nucleic acids were isolated from the samples of the biological material using TRIZol Reagent. Reverse transcription was performed using the SuperScript III reverse transcriptase kit, dNTP and Ribonuclease inhibitor (Invitrogen, USA). Results . The usage of VectorNTI software has made it possible to select pairs of primers (forward and reverse) and TaqMan probes for COL2A1, COL6A1, MMP-2 , and MMP-9 genes, and to study the possibility of the use of the selected pairs of primers and probes for the purpose of identification of each of the studied genes. In-house test systems in the multiplex format have been designed for reference and target genes. Conclusion . High specificity (100 %) of the selected oligonucleotide primer sets was confirmed using the online application NCBI/Blast. The developed molecular genetic method can be applied to determine the normalized expression levels of COL2A1, COL6A1, MMP-2 , and MMP-9 genes in knee joint arthropathy

коллагенматриксная металлопротеиназаэкспрессия геновнормализацияпраймерПЦРcollagenmatrix metalloproteinasegene expressionnormalizationprimerPCRReferencesСеверин ЕС. Биохимия. Москва, РФ: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 768 с.Северин ЕС. Биохимия. Москва, РФ: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 768 с.Murdoch AD, Hardingham TE, Eyre, DR, Fernandes RJ The development of a mature collagen network in cartilage from human bone marrow stem cells in Transwell culture. Matrix Biol. 2016;50:16-26.Murdoch AD, Hardingham TE, Eyre, DR, Fernandes RJ The development of a mature collagen network in cartilage from human bone marrow stem cells in Transwell culture. Matrix Biol. 2016;50:16-26.Bastiaansen-Jenniskens YM, Koevoet W, de Bart A.C.W, van der Linden JC, Zuurmond AM, Weinans H. Contribution of collagen network features to functional properties of engineered cartilage. Osteoarthritis Cartilage. 2008;359:16.Bastiaansen-Jenniskens YM, Koevoet W, de Bart A.C.W, van der Linden JC, Zuurmond AM, Weinans H. Contribution of collagen network features to functional properties of engineered cartilage. Osteoarthritis Cartilage. 2008;359:16.Рогова ЛН, Шестернина НВ, Замечник ТВ, Фастова ИА. Матриксные металлопротеиназы, их роль в физиологических и патологических процессах (обзор). Вестник Новых Медицинских Технологий. 2011;2:86-89.Рогова ЛН, Шестернина НВ, Замечник ТВ, Фастова ИА. Матриксные металлопротеиназы, их роль в физиологических и патологических процессах (обзор). Вестник Новых Медицинских Технологий. 2011;2:86-89.Hernandez-Guillamon M, Martinez-Saez E, Delgado P. MMP-2/MMP-9 plasma level and brain expression in cerebral amyloid angiopathy-associated hemorrhagic stroke. Brain Pathol. 2012;22(2):133-41.Hernandez-Guillamon M, Martinez-Saez E, Delgado P. MMP-2/MMP-9 plasma level and brain expression in cerebral amyloid angiopathy-associated hemorrhagic stroke. Brain Pathol. 2012;22(2):133-41.Naderi M, Younesi MR, Dorgalaleh A. Association between expression of MMP-2 and MMP-9 genes and pathogenesis of intracranial hemorrhage in severe coagulation factor XIII deficiency. Hematology. 2015;20(8):487-92.Naderi M, Younesi MR, Dorgalaleh A. Association between expression of MMP-2 and MMP-9 genes and pathogenesis of intracranial hemorrhage in severe coagulation factor XIII deficiency. Hematology. 2015;20(8):487-92.Костюк СА, Руденкова ТВ, Демидчик ЮЕ, Третьяк ИЮ. Разработка методики определения уровней экспрессии некоторых генов семейств ABC и GST в образцах из парафин-фиксированных срезов опухолевой ткани молочной железы. Медицинские Новости. 2014;12:55-58.Костюк СА, Руденкова ТВ, Демидчик ЮЕ, Третьяк ИЮ. Разработка методики определения уровней экспрессии некоторых генов семейств ABC и GST в образцах из парафин-фиксированных срезов опухолевой ткани молочной железы. Медицинские Новости. 2014;12:55-58.Костюк СА, Руденкова ТВ, Шиманская ИГ, Клименкова НВ, Полуян ОС, Глинкина ТВ Метод определения уровней экспрессии генов, обеспечивающих синтез коллагена и эластина, в биоптатах кожи пациентов с хроническими дерматозами, сопровождающимися атрофией кожи. Дерматовенерология. Косметология. 2017;2:179-87.Костюк СА, Руденкова ТВ, Шиманская ИГ, Клименкова НВ, Полуян ОС, Глинкина ТВ Метод определения уровней экспрессии генов, обеспечивающих синтез коллагена и эластина, в биоптатах кожи пациентов с хроническими дерматозами, сопровождающимися атрофией кожи. Дерматовенерология. Косметология. 2017;2:179-87.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.