Υπάρχει τεράστιο ενδιαφέρον να μάθουμε τι μπορούν να μας πουν τα γονίδια μας για τον εαυτό μας. Δεν θα θέλατε να μάθετε εάν έχετε ένα ακανόνιστο γονίδιο ("γονιδιακή παραλλαγή") που προκαλεί υψηλή χοληστερόλη στο ύψος του αίματος ή καθιστά ευκολότερο τον θρόμβο αίματός σας προτού να ανιχνευθεί με μια τυποποιημένη εξέταση αίματος; Δεν θα ήταν χρήσιμο να γνωρίζετε εάν κινδυνεύετε για μια μελλοντική καρδιακή προσβολή σε νεαρή ηλικία, έτσι μπορείτε να ξεκινήσετε τη θεραπεία για να την αποτρέψετε;
Υπάρχει ένας μεγάλος ενθουσιασμός για την υπόσχεση της γονιδιωματικής αλληλουχίας και πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αποτελεσματικότερων θεραπειών για ένα άτομο - στην ουσία, για την εξατομίκευση της περίθαλψης. Ήδη, οι γιατροί καρκίνου αρχίζουν να χρησιμοποιούν γενετικές πληροφορίες από τους όγκους ενός ατόμου για να επιλέξουν αυτό που πιστεύουν ότι είναι τα πιο αποτελεσματικά φάρμακα. Ωστόσο, η εξατομικευμένη ιατρική είναι ακόμη στα σπάργανα και δεν χρησιμοποιείται ακόμη ευρέως στην καρδιολογία. Γιατί; Επειδή όσο περισσότερο μαθαίνουμε, τόσο περισσότερες ερωτήσεις έχουμε.
Μάθηση ποια γονίδια πρέπει να πούμε
Το DNA μας είναι απίστευτα περίπλοκο. Ο καθένας μας έχει τρία εκατομμύρια ζεύγη γονιδίων βάσης. Για να μάθουμε ποια ζευγάρια γονιδίων είναι ανώμαλα, πρέπει πρώτα να μάθουμε ποια είναι τα φυσιολογικά γονίδια. Ευτυχώς, οι αφοσιωμένοι γενετιστές κατάφεραν να χαρτογραφήσουν το DNA με τη βοήθεια ισχυρών υπολογιστών. Τα εξελιγμένα μηχανήματα μπορούν να διαβάσουν αυτούς τους σύνθετους κωδικούς πολύ γρήγορα - και η διαδικασία που χρειάστηκε 13 χρόνια για να ολοκληρωθεί μπορεί τώρα να γίνει σε μια ημέρα περίπου.
Έπειτα, αυτοί οι επιστήμονες άρχισαν να ψάχνουν για ακανόνιστα γονίδια που εμφανίστηκαν σε άτομα με ορισμένες ασθένειες, ώστε να μπορούσαν να δημιουργήσουν μια σύνδεση μεταξύ της μετάλλαξης και της κατάστασης. Αυτό είναι όπως να βρεθούν τυπογραφικά λάθη στις σελίδες ενός βιβλίου - ο καθένας έχει πολλά λάθη στο DNA τους.
Αλλά έχουμε μάθει ότι η σύνδεση δεν είναι πάντα απλή.
Για παράδειγμα, βρήκαμε αρκετές παραλλαγές γονιδίων που οδηγούν σε υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια , μια ασθένεια που προκαλεί την πυκνότητα, τη μεγέθυνση και τελικά την αποτυχία του καρδιακού μυός. Για πολύ καιρό γνωρίζουμε ότι δεν είναι όλοι εκείνοι που μεταφέρουν αυτήν την παραλλαγή γονιδίου αναπτύσσουν την ασθένεια. Αυτό ισχύει και για άλλες παραλλαγές γονιδίων.
Επιπλέον, οι επιστήμονες ανακάλυψαν πρόσφατα ότι μια παραλλαγή γονιδίου στην υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια μπορεί να επηρεάσει κάποιες φυλές, αλλά όχι και άλλες. Για παράδειγμα, οι καυκάσιοι άνθρωποι που έχουν μια παραλλαγή γονιδίου μπορεί να αναπτύξουν μια ασθένεια, ενώ οι μαύροι άνθρωποι με την ίδια γονιδιακή παραλλαγή δεν μπορούν. Δεν ξέρουμε ακριβώς γιατί. Έτσι, η παρουσία γονιδιακής παραλλαγής σε μερικούς ανθρώπους μπορεί να έχει διαφορετικές επιπτώσεις σε άλλους - πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλοι παράγοντες.
Επιπλέον, υπάρχουν πολλές ασθένειες που φαίνεται να έχουν γενετική αιτία, επειδή λειτουργούν σε οικογένειες, αλλά δεν καταφέραμε να προσδιορίσουμε τις παραλλαγές γονιδίων που τις προκαλούν. Είναι πιθανό να εμπλέκονται πολλαπλές γονιδιακές παραλλαγές.
Κάνοντας πρόοδο
Από καρδιάς, έχουμε μάθει τα περισσότερα από σπάνιες μεταλλάξεις. Αυτές οι ανακαλύψεις έχουν οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η φύση μπορεί να διορθώσει αυτά τα προβλήματα. Υπάρχει μεγάλη ελπίδα ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων για τη θεραπεία αυτών των ασθενειών.
Για παράδειγμα, μια παραλλαγή γονιδίου αναγνωρίστηκε πριν από μια δεκαετία ως συνδεόμενη με την ανικανότητα του ήπατος να καθαρίσει τη χοληστερόλη από την κυκλοφορία του αίματος. Τα άτομα με αυτή τη μετάλλαξη έχουν πολύ υψηλά επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα. Αυτή η ανακάλυψη χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργήσει μια νέα κατηγορία φαρμάκων χοληστερόλης, που ονομάζονται αναστολείς PCSK9, οι οποίοι βοηθούν τους ασθενείς με τη μετάλλαξη να μεταβολίζουν τη χοληστερόλη.
Το φάρμακο σταματά μια πρωτεΐνη που ονομάζεται PCSK9 να παρεμβαίνει στον κανονικό μηχανισμό κάθαρσης χοληστερόλης στο ήπαρ. Χρειάστηκε λιγότερο από μια δεκαετία από την ανακάλυψη της οδού PCSK9 στην παραγωγή ενός φαρμάκου που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ασθενείς.
Αυτό δεν θα ήταν δυνατό χωρίς τη γνώση του γενετικού κώδικα.
Οι γενετικές μελέτες μας φέρνουν πιο κοντά στην εξεύρεση θεραπείας για την υπερτροφική καρδιομυοπάθεια. Έχει αναπτυχθεί μια καινοτόμος θεραπεία που χρησιμοποιεί μικρά μόρια για να στοχεύσει όπου βρίσκεται η παραλλαγή του γονιδίου. Όταν οι γάτες που είναι επιρρεπείς σε αυτήν την ασθένεια δίνεται σε αυτόν τον παράγοντα, η πιθανότητα να αναπτύξουν μια διευρυμένη καρδιά πέφτει.
Το επόμενο βήμα είναι να δοκιμάσετε τον τύπο για τους ανθρώπους που διατρέχουν κίνδυνο για τη νόσο. Εάν η θεραπεία είναι αποτελεσματική, θα είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην πρόληψη της υπερτροφικής μυοκαρδιοπάθειας. Δεν υπάρχει σήμερα διαθέσιμη θεραπεία για όσους έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα ανάπτυξης αυτής της νόσου επειδή φέρουν την παραλλαγή του γονιδίου. Οι εξελίξεις όπως αυτές είναι πολύ συναρπαστικές, καθώς αλλάζουν την προσέγγισή μας στην περίθαλψη ασθενών από αντιδραστική έως προληπτική.
Αυτό που δεν ξέρουμε
Καθώς πλησιάζουμε στην κατανόηση της σχέσης μεταξύ μεταλλάξεων γονιδίων και ασθενειών, δημιουργείται ένας τρίτος παράγοντας που περιπλέκει τα θέματα - πώς τα γονίδιά μας αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον και την καθημερινότητά μας. Η συγκέντρωση αυτών των γνώσεων θα ακολουθήσει μια συστηματική προσέγγιση των κλινικών μελετών και πολλές δεκαετίες για να φθάσουν σε απαντήσεις.
Εντούτοις, ελπίζουμε ότι θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε μερικά βασικά ερωτήματα, όπως γιατί κάποιοι που καπνίζουν, αναπνέουν μολυσμένο αέρα ή τρώνε φτωχές διατροφικές ασθένειες αναπτύσσουν καρδιακές παθήσεις ενώ άλλοι όχι. Τα καλά νέα είναι ότι πρόσφατες μελέτες δείχνουν επίσης ότι οι υγιείς συνήθειες, όπως η τακτική άσκηση και η διατροφή μιας υγιεινής διατροφής, μπορεί να ξεπεράσουν τους κινδύνους εμφάνισης καρδιαγγειακών παθήσεων που «κληρονομούνται» μέσω των γονιδιακών παραλλαγών.
Συμπλήρωση των κενών
Υπάρχουν πολλά κομμάτια που λείπουν από το παζλ DNA. Ευτυχώς, πολλές προσπάθειες βρίσκονται σε εξέλιξη για τη συλλογή και την ανάλυση γονιδιωματικών δεδομένων. Ο απώτερος στόχος είναι να δοθούν στους γιατρούς οι γνώσεις που χρειάζονται για τη θεραπεία ασθενών που εμφανίζουν κάποια ασθένεια.
Μια προσπάθεια ονομάζεται Πρωτοβουλία Ιατρικής Ακριβείας ή "Όλοι μας". Πρόκειται για ένα μοναδικό πρόγραμμα που στοχεύει στον εντοπισμό ατομικών διαφορών στα γονίδια, το περιβάλλον και τον τρόπο ζωής. Το έργο θα εγγραφεί σε ένα εκατομμύριο ή περισσότερους συμμετέχοντες σε εθνικό επίπεδο, οι οποίοι συμφωνούν να μοιράζονται βιολογικά δείγματα, γενετικά δεδομένα και πληροφορίες για τον τρόπο ζωής και τις διατροφικές συνήθειες με τους ερευνητές μέσω των ηλεκτρονικών ιατρικών τους αρχείων. Ελπίζουμε ότι οι πληροφορίες που συλλέγονται μέσω αυτού του προγράμματος θα οδηγήσουν σε ακριβέστερες θεραπείες για πολλές ασθένειες.
Φθηνότερη δοκιμή
Το κόστος της αλληλούχισης του DNA έχει μειωθεί από χιλιάδες δολάρια σε εκατοντάδες δολάρια - και συνεχίζει να μειώνεται. Καθώς οι χαμηλότερες τιμές καθιστούν τη δοκιμασία DNA προσιτή για τον μέσο άνθρωπο, είναι πιθανό να δούμε πιο άμεσο μάρκετινγκ που θα επιτρέψει στις οικογένειες να εντοπίσουν ορισμένους κινδύνους γενετικών ασθενειών, παρόμοιο με τον τρόπο με τον οποίο μπορείτε ήδη να χρησιμοποιήσετε τον έλεγχο DNA για να ανακαλύψετε την καταγωγή σας. Εξακολουθούμε να μαθαίνουμε τις συνέπειες του τρόπου με τον οποίο η απόκτηση πληροφοριών σχετικά με τον κίνδυνο της νόσου μπορεί να επηρεάσει την υγεία και την ευημερία των ανθρώπων.
Στον ιατρικό κόσμο, προσπαθούμε να καταλάβουμε πώς να χρησιμοποιήσουμε τη δοκιμή DNA για να λάβουμε πληροφορίες που δεν μπορούμε να περάσουμε από άλλους τύπους δοκιμών. Μόλις αποκτήσουμε τις πληροφορίες, πρέπει να ξέρουμε τι να κάνουμε με αυτό. Ένα καλό παράδειγμα είναι η οικογενειακή υπερχοληστερολαιμία . Ο έλεγχος DNA έχει αποκαλύψει ότι το 3% των ανθρώπων διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο για αυτή την κατάσταση που προκαλεί επικίνδυνα υψηλά επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα. Ετσι:
- Πρέπει όλοι να δοκιμαστούν για να βρουν αυτό το τρία τοις εκατό;
- Είναι αυτό καλύτερο από τη χρήση ενός τυπικού τεστ χοληστερόλης στο αίμα και τη λήψη προσεκτικού οικογενειακού ιστορικού;
- Τι θα συμβεί αν μια εξέταση DNA διαπιστώσει ότι έχετε πέντε τοις εκατό υψηλότερο κίνδυνο για διαφορετική μορφή καρδιακής νόσου;
- Αυτός ο αυξημένος κίνδυνος είναι αρκετά υψηλός που θα πρέπει να αντιμετωπίζετε;
Ερωτήσεις όπως αυτές πρέπει να απαντηθούν πριν μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε τη δοκιμή DNA για να δικαιολογήσουμε τη θεραπευτική μας προσέγγιση.
Προχωρώντας μπροστά
Μόλις ξεκινήσαμε να χαράξουμε την επιφάνεια, αλλά αναμένουμε ότι η γενετική θα αλλάξει τελικά πώς οι καρδιολόγοι θα αξιολογήσουν τους ασθενείς και τις οικογένειές τους με ορισμένες μορφές καρδιακών παθήσεων, όπως η καρδιακή ανεπάρκεια. Ένας στους πέντε ενήλικες αναπτύσσει καρδιακή ανεπάρκεια. Και η ασθένεια επηρεάζει τα παιδιά ενός στους τέσσερις ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια. Θα θέλαμε να εντοπίσουμε αυτούς τους ανθρώπους πριν αναπτύξουν καρδιακή ανεπάρκεια.
Ευτυχώς, πολλές συναρπαστικές νέες εξελίξεις στη γνώση και την τεχνολογία μας επιτρέπουν να αντιμετωπίσουμε αυτό το εξαιρετικά περίπλοκο παζλ. Ο εντοπισμός των δυνατοτήτων των γονιδιακών δοκιμών είναι ένα αποθαρρυντικό έργο, αλλά ένα συναρπαστικό. Όλοι ανυπομονούν να δουν πρόοδο.
Ο Δρ Τανγκ είναι καρδιολόγος στο Καρλ και Καρδιαγγειακό Ινστιτούτο του Κλίβελαντ Κλινική, το Καρδιολογικό και Καρδιοχειρουργικό Πρόγραμμα του έθνους, όπως κατατάσσεται από την US News & World Report. Είναι επίσης Διευθυντής του Κέντρου Κλινικής Γονιδιωματικής.
> Πηγές:
> Abul-Husn, Noura S. et αϊ. Γενετική αναγνώριση της οικογενούς υπερχοληστερολαιμίας μέσα σε ένα μοναδικό σύστημα υγειονομικής περίθαλψης των ΗΠΑ. Επιστήμη . 2016, 354 (6319): 7000.
> Manrai ΑΚ, Funke ΒΗ, Rehm HL, et αϊ. Γενετικές λανθασμένες διαγνώσεις και τις πιθανότητες για ανισότητες υγείας. New England Journal of Medicine . 2016, 375 (7): 655-665.
> Stern JA, Markova S, Ueda Υ, et αϊ. Ένας περιοριστής μικρού μορίου αναστολέας του Sarcomere Contractility ανακουφίζει απότομα την απόφραξη της οδού της εκροής της αριστερής κοιλίας στην υπερτροφική καρδιομυοπάθεια των αιλουροειδών. PLOS ONE . 2016, 11 (12): e0168407.