On suur huvi õppida, mida meie geenid võivad meile endast rääkida. Kas te ei sooviks teada, kas teil on ebaregulaarne geen ("geenivariant"), mis põhjustab tahket kolesterooli või muudab teie verehüüve lihtsamaks enne, kui seda saab tuvastada standardse vereanalüüsiga? Kas poleks kasulik teada, kas teil on noorte südameinfarkt ohus, et saaksite ravi alustada, et seda vältida?
Genoomse sekveneerimise lubaduse üle on palju põnevust ja seda, kuidas seda võib kasutada selleks, et luua tõhusamaid ravimeetodeid üksikisiku sisuks, et isikupärastada hooldus. Juba vähiarstid hakkavad inimese kasvajate geneetilisi andmeid kasutama, et valida, mida nad usuvad kõige tõhusamate ravimitena. Kuid isikupärastatud meditsiin on endiselt lapsepõlves ja seda ei kasutata veel kardioloogias. Miks? Mida rohkem me õppime, seda rohkem on meil küsimusi.
Õppimine, mida geenid peavad öelda
Meie DNA on uskumatult keeruline. Igaühel meist on kolm miljonit geenipaari. Et teada saada, millised geenipaarid on ebanormaalsed, pidime kõigepealt õppima, kuidas tavalised geenid välja näevad. Õnneks pühendunud geneetikud suutsid võimsate arvutite abil DNA-d kaardistada. Täiustatud masinad suudavad neid keerukaid koode väga kiiresti lugeda ja protsessi, mis kulus 13 aastat, saab nüüd teha ühe päeva jooksul.
Seejärel hakkasid need teadlased otsima ebaregulaarseid geene, mis ilmnesid teatud haigustega inimestel, et nad saaksid seost mutatsiooni ja seisundiga. See on nagu raamatute lehtedel olevate kirjavigade leidmine - kõigil on nende DNA-s mitmesuguseid sisestusi.
Kuid me oleme õppinud, et ühendus ei ole alati otsekohene.
Näiteks leidisime mitmeid geenivariante, mis põhjustavad hüpertroofilist kardiomüopaatiat - haigust, mis põhjustab südamelihase paksenemist, suurenemist ja lõpuks ebaõnnestumist. Pikemat aega oleme teadnud, et haigus ei arene kõigile, kes seda geenivarianti kannavad. See kehtib ka muude geenivariantide kohta.
Lisaks avastasid teadlased hiljuti, et hüpertroofilises kardiomüopaatias esinev geenivariant võib mõjutada mõnda võistlust, kuid mitte teisi. Näiteks võib geenivarianti sisaldavatel Kaukaasia inimestel tekkida haigus, samal ajal kui mustanahalised inimesed, kellel on sama geenivariant, ei pruugi olla. Me ei tea täpselt, miks. Nii et mõnedel inimestel võib geenivariandi esinemine teistsugustel juhtudel olla teistsugune, mis tähendab, et muud tegurid võivad mängida.
Lisaks on palju haigusi, millel on geneetiline põhjus, kuna need töötavad perekondades, kuid me ei ole suutnud neid geenivariante tuvastada. On tõenäoline, et kaasatakse mitu geenivarianti.
Edu saavutamine
Südamekujuliselt oleme õppinud haruldastest mutatsioonidest kõige rohkem. Need avastused on võimaldanud paremini mõista, kuidas loodus neid probleeme lahendada. On palju lootust, et saame seda teadmisi uute ravimite väljatöötamiseks nende haiguste raviks.
Näiteks identifitseeriti kümme aastat tagasi geenivariant, kuna see oli seotud maksa võimetusega eemaldada kolesterooli vereringest. Selle mutatsiooniga inimestel on väga kõrge vere kolesteroolitaseme tase. Seda avastust kasutati, et luua kolesterooli uute ravimite klass, nn PCSK9 inhibiitorid, mis aitavad muteerumisega patsientidel kolesterooli metabolismi.
Ravim seisab, et proteiin, mida nimetatakse PCSK9, takistab normaalse kolesterooli kliirensi mehhanismi häirimist maksas. PCSK9 raja avastamisest kuni ravimi valmistamiseni, mida patsientidel võiks kasutada, kulus vähem kui kümme aastat.
See oleks olnud võimalik ilma geneetilise koodi teadmata.
Geneetilised uuringud toovad meid lähemale ka hüpertroofilise kardiomüopaatia ravi leidmisele. Välja on töötatud innovaatiline ravi, milles kasutatakse väikseid molekule geenivariandi leidmiseks. Kui sellele haigusele kalduvad kassid saavad seda ainet, tekib võimalus, et nad suurendavad südametilksid.
Järgmine samm on testida haiguse ohus olevate inimeste valemit. Kui ravi on efektiivne, on see läbimurre hüpertroofilise kardiomüopaatia ärahoidmisel. Praegu ei ole neid ravimeid, kellel on selle haiguse suurenenud tõenäosus, sest neil on geenivariant. Sellised arengud on väga põnevad, sest need muudavad meie lähenemisviisi patsiendi hooldusele alates reaktsioonist kuni ennetavani.
Mida me ei tea
Kui jõuame mõistmiseni geenimutatsioonide ja haiguste vahelise seose suhtes, tekib kolmas tegur komplitseerides küsimusi - kuidas meie geenid suhtlevad keskkonna ja meie igapäevaeluga. Selliste teadmiste kogumine võtab süstemaatilise lähenemise kliinilistele uuringutele ja aastakümneid vastuste saamiseks.
Lõpuks aga loodame, et nad aitavad meil mõista mõningaid põhiküsimusi, näiteks miks mõned inimesed, kes suitsetavad, hingavad reostatud õhku või söövad halva toitumise, tekitavad südamehaigusi, kuid teised seda ei tee. Hea uudis on see, et hiljutised uuringud näitavad ka, et tervislikud harjumused, nagu regulaarselt harjutamine ja tervisliku toitumise toitumine, võivad ületada kardiovaskulaarhaiguste tekke riski, mis on "päritud" geenivariantide kaudu.
Blankide täitmine
Seal on palju puuduvaid DNA-mõistatusi. Õnneks on genoomsete andmete kogumiseks ja analüüsimiseks tehtud suuri jõupingutusi. Lõppeesmärk on anda arstidele teadmised, mida nad vajavad, et ravida teatud haigusega patsiente.
Üks jõupingutusi nimetatakse Precision Medicine'i algatusse või "Kõik meist". See on ainulaadne projekt, mille eesmärk on tuvastada geenide, keskkonna ja elustiili individuaalseid erinevusi. Projektis registreeritakse üks miljon või enam osalejat üleriigiliselt, kes nõustuvad jagama bioloogilisi proove, geneetilisi andmeid ja dieedi ja eluviisi teavet teadlaste kaudu oma elektrooniliste meditsiiniliste dokumentide kaudu. Loodetakse, et selle programmi abil kogutud teave toob kaasa paljude haiguste täpsema ravi.
Odavam testimine
DNA järjestuse hind on langenud tuhandetest dollaritest sadadeks dollariteks - see on jätkuvalt vähenenud. Kuna madalamad hinnad teevad DNA-testimise keskmisele inimesele ligipääsetavaks, siis näeme tõenäoliselt rohkem otse-tarbijatele turustamist, mis võimaldab peredel tuvastada mõningaid geneetiliste haiguste riske, sarnaselt sellele, kuidas saate juba oma esivanema avastamiseks DNA-testimist kasutada. Oleme ikka veel õppinud, kuidas haigestumise riski käsitleva teabe hankimine võib mõjutada inimeste tervist ja heaolu.
Meditsiinimaailmas üritame välja selgitada, kuidas DNA-testimist kasutada, et saada teavet, mida me ei saa läbi viia teist tüüpi testidega. Kui me seda teavet omandame, peame teadma, mida sellega seoses. Heaks näiteks on perekondlik hüperkolesteroleemia . DNA testimine on näidanud, et kolm protsenti inimestest on selle haigusseisundi suurenenud risk, mis põhjustab ohtlikult kõrge vere kolesterooli taset. Nii:
- Kas peaks seda kolme protsenti leida kõigile?
- Kas see on parem kui tavalise vere kolesteroolitesti kasutamine ja hoolikas perekonna ajalugu?
- Mis siis, kui DNA-katse leiab, et teil on 5% kõrgem risk südamehaiguste erinevaks vormiks?
- Kas see risk on piisavalt suur, et teid ravitakse?
Sellistele küsimustele tuleb vastata, enne kui saame kasutada DNA-testimist, et meie ravi lähenemisviisi õigustada.
Edasi liikuma
Oleme just hakanud põrrut kriimustama, kuid me eeldame, et geneetika muudab lõpuks muutusi, kuidas kardioloogid hindavad patsiente ja nende perekondi teatud südamehaiguste vormis, näiteks südamepuudulikkuse korral. Üks igast viiest täiskasvanust südamepuudulikkus tekib. Ja haigus mõjutab ühe nelja südamepuudulikkusega patsiente. Tahaksime neid inimesi enne südamepuudulikkuse tekkimist identifitseerida.
Õnneks on paljud põnevad uued teadmiste ja tehnoloogia arengud, mis võimaldavad meil lahendada seda äärmiselt keerulist mõistust. Geenitestide potentsiaali kindlakstegemine on hirmutav ülesanne, kuid põnev. Kõik ootavad edu saavutamist.
Dr Tang on Clevelandi kliiniku südame- ja veresoonte instituudi kardioloog, rahvas nr 1 kardioloogia ja südameoperatsioonide programm, mida on hinnanud USA uudiste ja maailma aruanne. Ta on ka kliinilise genoomika keskuse direktor.
> Allikad:
> Abul-Husn, Noura S. et al. Perekondliku hüperkolesteroleemia geneetiline identifitseerimine ühes Ameerika Ühendriikide tervishoiusüsteemis. Teadus . 2016; 354 (6319): 7000.
> Manrai AK, Funke BH, Rehm HL jt Geneetilised mittediagnoosid ja tervisealaste erinevuste potentsiaal. New England Journal of Medicine . 2016; 375 (7): 655-665.
> Stern JA, Markova S, Ueda Y jt Sarcomere kontraktiivsuse väike molekulaarne inhibiitor leevendab vasaku vatsakese väljavoolu traktilist obstruktsiooni kasside hüpertroofilises kardiomüopaatias. PLOS ONE . 2016; 11 (12): e0168407.