Zawartość
- Dowiedz się, co mają do powiedzenia geny
- Robić postęp
- Czego nie wiemy
- Wypełnianie luk
- Tańsze testowanie
- Idąc naprzód
Istnieje duże podekscytowanie obietnicą sekwencjonowania genomu i tego, jak można go wykorzystać do stworzenia bardziej skutecznych metod leczenia z istoty indywidualnej, do spersonalizowania opieki. Już teraz lekarze zajmujący się rakiem zaczynają wykorzystywać informacje genetyczne z guzów danej osoby, aby wybierać leki, które uważają za najskuteczniejsze. Ale medycyna spersonalizowana jest wciąż w powijakach i nie jest jeszcze szeroko stosowana w kardiologii. Czemu? Ponieważ im więcej się uczymy, tym więcej mamy pytań.
Dowiedz się, co mają do powiedzenia geny
Nasze DNA jest niezwykle złożone. Każdy z nas ma trzy miliony par zasad genów. Aby wiedzieć, które pary genów są nieprawidłowe, musieliśmy najpierw dowiedzieć się, jak wyglądają normalne geny. Na szczęście oddani genetycy byli w stanie zmapować DNA za pomocą potężnych komputerów. Wyrafinowane maszyny mogą bardzo szybko odczytać te złożone kody, a proces, którego ukończenie zajęło 13 lat, można teraz wykonać w ciągu jednego dnia.
Następnie naukowcy ci zaczęli szukać nieregularnych genów, które pojawiły się u ludzi z pewnymi chorobami, aby mogli znaleźć związek między mutacją a chorobą. To tak, jakby znaleźć literówki na stronach książki - każdy ma kilka literówek w swoim DNA.
Ale nauczyliśmy się, że połączenie nie zawsze jest proste. Na przykład znaleźliśmy kilka wariantów genów, które prowadzą do kardiomiopatii przerostowej, choroby powodującej pogrubienie, powiększenie i ostatecznie niewydolność mięśnia sercowego. Od dawna wiemy, że nie u każdego, kto jest nosicielem tego wariantu genu, rozwija się choroba. Dotyczy to również innych wariantów genów.
Ponadto naukowcy odkryli niedawno, że wariant genu w kardiomiopatii przerostowej może wpływać na niektóre rasy, ale nie na inne. Na przykład osoby rasy białej, które mają wariant genu, mogą rozwinąć chorobę, podczas gdy osoby rasy czarnej z tym samym wariantem genu - nie. Nie wiemy dokładnie, dlaczego. Zatem obecność wariantu genu u niektórych osób może mieć inny wpływ na innych - co oznacza, że w grę mogą wchodzić inne czynniki.
Ponadto istnieje wiele chorób, które wydają się mieć podłoże genetyczne, ponieważ występują w rodzinach, ale nie byliśmy w stanie zidentyfikować wariantów genów, które je powodują. Jest prawdopodobne, że zaangażowanych jest wiele wariantów genów.
Robić postęp
Z punktu widzenia serca najwięcej nauczyliśmy się z rzadkich mutacji. Te odkrycia doprowadziły do lepszego zrozumienia, w jaki sposób natura może rozwiązać te problemy. Jest wiele nadziei, że możemy wykorzystać te spostrzeżenia do opracowania nowych leków na te choroby.
Na przykład 10 lat temu zidentyfikowano wariant genu, który był powiązany z niezdolnością wątroby do usuwania cholesterolu z krwiobiegu. Osoby z tą mutacją mają bardzo wysoki poziom cholesterolu we krwi. To odkrycie wykorzystano do stworzenia nowej klasy leków cholesterolowych, zwanych inhibitorami PCSK9, które pomagają pacjentom z mutacją w metabolizowaniu cholesterolu.
Lek powstrzymuje białko zwane PCSK9 przed zakłócaniem prawidłowego mechanizmu usuwania cholesterolu w wątrobie. Od odkrycia szlaku PCSK9 do wyprodukowania leku, który mógłby być stosowany u pacjentów, minęło mniej niż dziesięć lat. Nie byłoby to możliwe bez znajomości kodu genetycznego.
Również badania genetyczne przybliżają nas do znalezienia metody leczenia kardiomiopatii przerostowej. Opracowano innowacyjne leczenie wykorzystujące małe cząsteczki do namierzania miejsca, w którym zlokalizowany jest wariant genu. Kiedy kotom podatnym na tę chorobę podaje się ten środek, ryzyko rozwoju powiększenia serca spada.
Następnym krokiem jest przetestowanie preparatu na ludziach zagrożonych chorobą. Skuteczne leczenie będzie przełomem w zapobieganiu kardiomiopatii przerostowej. Obecnie nie jest dostępne żadne leczenie dla tych, którzy mają większe prawdopodobieństwo wystąpienia tej choroby, ponieważ są nosicielami wariantu genu. Takie osiągnięcia są bardzo ekscytujące, ponieważ zmieniają nasze podejście do opieki nad pacjentem z reaktywnego na proaktywne.
Czego nie wiemy
Gdy zbliżamy się do zrozumienia związku między mutacjami genów a chorobami, pojawia się trzeci czynnik, który komplikuje sprawę - sposób, w jaki nasze geny oddziałują ze środowiskiem i naszym codziennym życiem. Gromadzenie tej wiedzy będzie wymagało systematycznego podejścia do badań klinicznych i wielu dziesięcioleci, aby uzyskać odpowiedzi.
Mamy jednak nadzieję, że w końcu pomogą nam one zrozumieć kilka podstawowych pytań, na przykład dlaczego u niektórych osób, które palą, oddychają zanieczyszczonym powietrzem lub jedzą złą dietę, zapadają na choroby serca, podczas gdy u innych nie. Dobrą wiadomością jest to, że ostatnie badania sugerują również, że zdrowe nawyki, takie jak regularne ćwiczenia i zdrowa dieta, mogą przezwyciężyć ryzyko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, które są „dziedziczone” przez warianty genów.
Wypełnianie luk
Istnieje wiele brakujących elementów układanki DNA. Na szczęście podejmowanych jest kilka ogromnych wysiłków, aby zebrać i przeanalizować dane genomowe. Ostatecznym celem jest przekazanie lekarzom wiedzy potrzebnej do leczenia pacjentów z pewną chorobą.
Jeden wysiłek nazywa się Inicjatywa Medycyny Precyzyjnej lub „Wszyscy z nas”. To wyjątkowy projekt mający na celu identyfikację indywidualnych różnic w genach, środowisku i stylu życia. W ramach projektu zostanie zapisany co najmniej milion uczestników w całym kraju, którzy zgodzą się udostępniać naukowcom próbki biologiczne, dane genetyczne oraz informacje o diecie i stylu życia za pośrednictwem elektronicznej dokumentacji medycznej. Mamy nadzieję, że informacje zebrane w ramach tego programu zaowocują bardziej precyzyjnymi metodami leczenia wielu chorób.
Tańsze testowanie
Koszt sekwencjonowania DNA spadł z tysięcy do setek dolarów i nadal spada. Ponieważ niższe ceny sprawiają, że testy DNA są dostępne dla przeciętnego człowieka, prawdopodobnie zobaczymy bardziej bezpośredni marketing konsumenta, który pozwoli rodzinom zidentyfikować pewne ryzyko chorób genetycznych, podobnie jak można już korzystać z testów DNA, aby odkryć swoje pochodzenie. Wciąż poznajemy konsekwencje tego, jak uzyskanie informacji o ryzyku choroby może wpłynąć na zdrowie i samopoczucie ludzi.
W świecie medycyny próbujemy dowiedzieć się, jak wykorzystać testy DNA, aby uzyskać informacje, których nie możemy uzyskać za pomocą innych rodzajów testów. Po uzyskaniu informacji musimy wiedzieć, co z nimi zrobić. Dobrym przykładem jest rodzinna hipercholesterolemia. Testy DNA wykazały, że trzy procent ludzi jest bardziej narażonych na tę chorobę, która powoduje niebezpiecznie wysoki poziom cholesterolu we krwi. Więc:
- Czy każdy powinien zostać przetestowany, aby znaleźć te trzy procent?
- Czy to lepsze niż wykonanie standardowego testu cholesterolu we krwi i dokładne zebranie wywiadu rodzinnego?
- Co się stanie, jeśli test DNA wykaże, że masz o pięć procent wyższe ryzyko wystąpienia różnych form chorób serca?
- Czy to zwiększone ryzyko jest na tyle wysokie, że powinieneś być leczony?
Na takie pytania trzeba odpowiedzieć, zanim będziemy mogli użyć testów DNA do uzasadnienia naszego podejścia do leczenia.
Idąc naprzód
Zaczęliśmy dopiero zarysowywać powierzchnię, ale spodziewamy się, że genetyka ostatecznie zmieni sposób, w jaki kardiolodzy oceniają pacjentów i ich rodziny z pewnymi postaciami chorób serca, takimi jak niewydolność serca. U jednego na pięciu dorosłych występuje niewydolność serca. A choroba dotyka dzieci jednego na czterech pacjentów z niewydolnością serca. Chcielibyśmy zidentyfikować te osoby, zanim rozwinie niewydolność serca.
Na szczęście wiele nowych, ekscytujących osiągnięć w wiedzy i technologii pozwala nam rozwiązać tę niezwykle skomplikowaną zagadkę. Określenie potencjału testów genetycznych jest trudnym zadaniem, ale ekscytującym. Wszyscy nie mogą się doczekać postępu.
Dr Tang jest kardiologiem w Cleveland Clinic's Heart and Vascular Institute, krajowym programie kardiologii i chirurgii serca nr 1 według rankingu U.S. News & World Report. Jest także dyrektorem Centrum Genomiki Klinicznej.