Do tej pory zidentyfikowano trzy geny których mutacje prowadzą do rozwoju hipercholesterolemii rodzinnej: mutacje genu receptora LDL (LDL-R), mutacje genu apolipoproteiny B-100 ( APOB) oraz mutacje genu PCSK9 (proprotein convertase subtilisin-kexin 9).

Postawienie ostatecznego rozpoznania jedynie na podstawie kryteriów klinicznych jest trudne szczególnie u młodych pacjentów, u których nie rozwinęły się jeszcze żółtaki czy rąbek rogówkowy. Znane są także przypadki heterozygotycznej postaci FH u dzieci z prawidłowymi poziomami cholesterolu w surowicy krwi.
W takich przypadkach diagnostyka molekularna umożliwia postawienie ostatecznego rozpoznania i wdrożenie leczenia.
 

Dziedziczenie
Hipercholesterolemia rodzinna jest chorobą jednogenową i dziedziczy się jako cecha dominująca. Oznacza to, że każda osoba z rozpoznaną chorobą ma przynajmniej jednego chorego rodzica oraz, że osoby z przynajmniej jednym zmutowanym allelem będą miały fenotyp hipercholesterolemii rodzinnej. Geny, których mutacje prowadzą do hipercholesterolemii rodzinnej zlokalizowane są na chromosomach autosomalnych (każdy chromosom za wyjątkiem chromosomów płci: X i Y, nazywany jest chromosomem autosomalnym). Gdy gen kodujący daną cechę zlokalizowany jest na chromosomie autosomalnym, cecha ta występuje u obu płci z taką samą częstością.

Osoby z hipercholesterolemią rodzinną mogą być heterozygotami lub homozygotami. Heterozygoty będą miały jeden allel z mutacją i jeden prawidłowy, natomiast u homozygot obydwa allele będą nieprawidłowe. W przypadku osób z dwoma uszkodzonymi allelami danego genu możemy mieć do czynienia albo z prawdziwą homozygotą, gdy obydwa allele będą miały tą samą mutację, lub ze złożoną heterozygotą, gdy każdy z uszkodzonych alleli będzie miał inną mutację. Objawy kliniczne osób heterozygotycznych będą łagodniejsze niż w przypadku osób z uszkodzonymi obydwoma allelami. I tak na przykład poziom cholesterolu całkowitego u heterozygot waha się od 200 do 500 mg/dl, natomiast u osób z mutacją w obu allelach genu receptora LDL od 600 do 1000 mg/dl.

Określenie ryzyka genetycznego jest dla danej pary rodziców stałe, dotyczy każdej ciąży i nie zmienia się w zależności od liczby posiadanego potomstwa, chorego lub zdrowego. W przypadku osoby chorej, ale heterozygotycznej (jeden allel prawidłowy i jeden z mutacją) prawdopodobieństwo przekazania uszkodzonego allelu potomstwu wynosi 50%. Natomiast w przypadku osoby, która jest homozygotą (brak prawidłowego allelu, oba są zmutowane) prawdopodobieństwo przekazania uszkodzonego allelu potomstwu wynosi 100%.
 

Badanie
Ze względu na dużą heterogenność mutacji w przypadku genu LDLR analiza molekularna obejmuje całą sekwencję kodującą oraz sekwencję promotorową tego genu. Natomiast w przypadku genu APOB badania dotyczą wyłącznie fragmentu eksonu 26, w którym zlokalizowane są wszystkie do tej pory opisane mutacje prowadzące do FDB (familial defective APOB-100).

Do wykonania badań molekularnych wykorzystuje się kwasy nukleinowe, DNA lub RNA, wyizolowane z leukocytów krwi obwodowej pacjenta. Krew (ok. 5-10 ml) pobierana jest do probówek z EDTA. Następnie techniką łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) amplifikuje się wybrane fragmenty genów, które zostają bezpośrednio zsekwencjonowane. Technika sekwencjonowania jest metodą charakteryzującą się dużą czułością, która umożliwia w sposób bezpośredni wykrywanie mutacji punktowych (mutacje podstawienia, delecje lub insercje kilku-, kilkunastu nukleotydów).
Ponieważ w obrębie genu LDLR oprócz mutacji punktowych występują także duże strukturalne rearanżacje (delecje lub insercje kilku eksonów) analiza molekularna genu LDLR rozszerzona jest o technikę MLPA (Multiplex Ligation-depandent Probe Amplification) umożliwiającą wykrycie tychże zmian.
Wyniki badań molekularnych są dokładnie analizowane, a szczegółowo opisany wynik jest następnie wysyłany do lekarza kierującego na badania.

Metodami molekularnymi wykrywa się mutacje u około 70-80% pacjentów z klinicznie pewnym rozpoznaniem FH oraz u 20-30 % pacjentów z mniej prawdopodobnym klinicznym rozpoznaniem FH. Brak wykrycia mutacji nie oznacza, że pacjent nie choruje na hipercholesterolemię rodzinną, ponieważ metodami opisanymi powyżej nie wykrywa się np. mutacji genu PCSK9 czy potencjalnych mutacji innych genów, które mogą wywołać kliniczny obraz hipercholesterolemii rodzinnej.
W przypadku nie wykrycia mutacji stosuje się poziom LDL-C w celu identyfikacji krewnych. Jest to jednak metoda o znacznie niższej czułości.