"Εάν ένα άτομο έχει σοβαρή ασθένεια, δεν είναι τόσο σημαντικό για αυτόν που τα δεδομένα του είναι αποπροσωποποιημένα"
- Γιατί οι επιστήμονες;
- Για παράδειγμα, όταν κάτι δεν διαγνωστεί, η συλλογήγενετικό υλικό είναι απολύτως απαραίτητο. Για να κατανοήσουμε την κατάσταση ολόκληρου του πληθυσμού, είναι σημαντικό να καθοριστεί ποιο είναι το πρόβλημα για ένα συγκεκριμένο άρρωστο άτομο. Έχουμε περίπου 20.000 γονίδια, επομένως, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις πιθανές παραλλαγές, είναι απαραίτητο να τα συσχετίσουμε με ολόκληρο τον πληθυσμό. Η αποθήκευση μπορεί πράγματι να είναι ένα πρόβλημα λόγω των προσωπικών δεδομένων, αλλά όταν είναι ανώνυμα, δεν είναι πλέον δυνατό να επιστρέψουμε στον προσδιορισμό των γενετικών υλικών. Και εάν ένα άτομο έχει σοβαρή ασθένεια, δεν είναι τόσο σημαντικό για αυτόν που τα δεδομένα του είναι αποπροσωποποιημένα.
Το κόστος δημιουργίας ενός εθνικού κέντρου DNA, σετα οποία θα αποθηκευτούν τα γενετικά δείγματα 80 εκατομμυρίων πολιτών, η κινεζική κυβέρνηση εκτιμάται σε 900 εκατομμύρια δολάρια το 2017. Μετά τη δημιουργία του, το κέντρο DNA θα ασχοληθεί με τη γενετική του πληθυσμού, την έρευνα στον εγκέφαλο των βρεφών και τη γνωστική ανάπτυξη, νέες μεθόδους θεραπείας του καρκίνου, καθώς και σπάνιες και χρόνιες ασθένειες.
- Πόσο ακριβής είναι η μέθοδος αλληλουχίας επόμενου γονιδιώματος; Δεδομένου ότι πρόκειται για μια αναλογική μέθοδο συλλογής δεδομένων, θα πρέπει να υπάρχει ένα ποσοστό σφαλμάτων;
- Το ποσοστό σφαλμάτων είναι πάντα εκεί. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας είναι η αλληλουχία exome, όταν εξετάζεται μόνο το 1% του γονιδιώματος. Ωστόσο, εάν δεν εργάζεστε με ολόκληρο το γονιδίωμα στο σύνολό του, δεν μπορείτε να μάθετε εάν είδατε τα πάντα. Υπάρχει ένα που δεν είναι ορατό σε επίπεδο γονιδιώματος - για παράδειγμα, ένα επιγενές.
Υπάρχουν πράγματα για τα οποία τίποτα δεν είναι ακόμη γνωστό. Δεν προσποιούμαστε ότι καταλαβαίνουμε τα πάντα και ότι η αλληλουχία είναι η τελευταία λέξη και η τελική λύση για τη γονιδιωματική.
Αλληλουχία- τη γενική ονομασία των μεθόδων με τις οποίεςκαθιερώνεται η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων στο DNA. Αρχικά, το μόριο του DNA κλωνοποιείται πολλές φορές, στη συνέχεια κόβεται σε πολλά μέρη σε τυχαία σημεία και κάθε τμήμα μελετάται ξεχωριστά. Η διαφορά μεταξύ των μεθόδων έγκειται στο πώς ακριβώς μελετώνται οι τομές.
Επιγενετική- η επιστήμη που μελετά τις αλλαγές στα γονίδια που δεν σχετίζονται μεμε μια αλλαγή στην αλληλουχία του DNA. Εξηγεί πώς το περιβάλλον επηρεάζει την ενεργοποίηση ή την καταστολή ορισμένων γενετικών χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, οι βολβοί που γεννήθηκαν το φθινόπωρο έχουν πιο χοντρή γούνα από αυτούς που γεννήθηκαν την άνοιξη, κάτι που τους βοηθά να προσαρμοστούν στο κρύο. Η αλλαγή του τρόπου ζωής σας πυροδοτεί βιοχημικές αντιδράσεις που βοηθούν επίσης στην αλλαγή των ιδιοτήτων του σώματος και, μακροπρόθεσμα, στην παράταση της ζωής.
«Η διαφάνεια είναι σημαντική για τις κλινικές αναπαραγωγικής υγείας»
- Είναι δυνατόν να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την προδιάθεση του εμβρύου σε κυστική ίνωση, καρκίνο ή ορφανές ασθένειες στα πρώτα στάδια της εγκυμοσύνης;
— Σε πολλές κλινικές, για παράδειγμα, στη ΒοστώνηΤο Νοσοκομείο Παίδων βγάζει τέτοια συμπεράσματα από μια τομογραφία, η οποία δείχνει αν το έμβρυο έχει προβλήματα. Αυτή είναι μια εξέταση όταν, χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνολογίες, το έμβρυο μπορεί να εξεταστεί από διαφορετικές οπτικές γωνίες και να διαγνωστούν ασθένειες.
Φωτογραφία: "Υγιεινή Μόσχα"
- Είναι δυνατόν να εντοπιστεί μια ασθένεια με γενετική ανάλυση έως ότου εμφανιστεί, να επιβραδυνθεί ή να εξαλειφθεί εντελώς;
- Ναι, στο επίπεδο του οικογενειακού προγραμματισμού, οι γονείς είναι ήδη«Αφαιρέστε» τις πιο σοβαρές ασθένειες που έχουν στην οικογένειά τους. Είναι δυνατόν να καταργήσετε ορισμένες καταστάσεις πριν εκδηλωθούν. Όταν έκανα αλληλουχία γονιδίων για τον εαυτό μου, το πρώτο πράγμα που εξέτασα ήταν αν υπάρχει πιθανότητα αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης για να καταλάβω αν η διάρκεια ζωής μου είναι μεγάλη. Είναι μια τέτοια ασθένεια όταν έχετε παράλυση και εγκεφαλική ανεπάρκεια.
Αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση- προοδευτική ανίατη εκφυλιστικήμια ασθένεια του κεντρικού νευρικού συστήματος που επηρεάζει τόσο τον άνω (κινητικό φλοιό) όσο και τον κάτω (πρόσθιο κέρας του νωτιαίου μυελού και πυρήνες του κρανιακού νεύρου) κινητικούς νευρώνες. Είναι μια σπάνια ασθένεια, ο αριθμός των κρουσμάτων υπολογίζεται στο εύρος των 2-7 περιπτώσεων ανά 100 χιλιάδες άτομα ετησίως. Το μέσο προσδόκιμο ζωής με αυτή την ασθένεια είναι 5-7 χρόνια. Αλλά, για παράδειγμα, ο διάσημος επιστήμονας Stephen Hawking έζησε για 55 χρόνια μετά τη διάγνωσή του. Από το 1997, σχεδιάστηκε για αυτόν ένα αναπηρικό καροτσάκι, το οποίο έλεγχε χρησιμοποιώντας τον μοναδικό μυ του προσώπου που διατηρούσε την κινητικότητα. Επικοινωνία με χρήση συνθέτη ομιλίας. Παρά την αναπηρία του, ο Χόκινγκ συνέχισε να ασχολείται με επιστημονικές δραστηριότητες. Μελέτησε τις μαύρες τρύπες, έγραψε αρκετές επιστημονικές εργασίες και δημοφιλή επιστημονικά βιβλία, ταξίδεψε πολύ, έπαιξε σε ταινίες και ακόμη και πέταξε με μηδενική βαρύτητα σε ένα αεροπλάνο.
- Τι θα συνιστούσατε σε μια γυναίκα που έχει πολύ υψηλό κίνδυνο να αποκτήσει μωρό με κακή υγεία ή ανίατες ασθένειες;
- Πρώτα απ 'όλα, πηγαίνετε στην κλινικήαναπαραγωγική υγεία, έτσι ώστε ένα εξατομικευμένο πρόγραμμα θεραπείας να αναπτυχθεί και να συνταγογραφηθεί για αυτήν και να ενεργήσει ανάλογα. Επίσης, για τις κλινικές, μια τέτοια πτυχή όπως η διαφάνεια και η ειλικρίνεια είναι πολύ σημαντική: ότι αναφέρουν σαφώς το ποσοστό επιτυχίας και τις πιθανότητες ανάκαμψης και σύλληψης ενός υγιούς παιδιού που υπάρχει πραγματικά. Και αν δεν μπορούν να κάνουν κάτι, τότε πρέπει να βρουν έναν γιατρό που μπορεί.
Επιτρέπονται ιατρικές αμβλώσεις στη Ρωσίαενδείξεις για έως και 22 εβδομάδες. Αυτό γίνεται εάν η μητέρα έχει σοβαρές ασθένειες και η εγκυμοσύνη απειλεί τη ζωή της ή η γυναίκα δεν μπορεί να φροντίσει πλήρως το παιδί. Οι σοβαρές ανωμαλίες του εμβρύου αποτελούν επίσης λόγο για ιατρική έκτρωση. Ένας πλήρης κατάλογος ασθενειών παρατίθεται με τη σειρά του Υπουργείου Υγείας του 2007 "Με την έγκριση του καταλόγου των ιατρικών ενδείξεων για τεχνητό τερματισμό της εγκυμοσύνης." Μεταξύ αυτών είναι η φυματίωση, καρδιακά ελαττώματα, σοβαρές παθολογίες του ήπατος και των νεφρών, σοβαρές ψυχικές διαταραχές, χρωμοσωμικές διαταραχές σε ένα παιδί και άλλες. Το ζήτημα της ανάγκης για ιατρική άμβλωση εξετάζεται από μια επιτροπή εμπειρογνωμόνων, η οποία περιλαμβάνει έναν γυναικολόγο που παρακολουθεί τη γυναίκα, τον επικεφαλής ιατρό του ιατρικού ιδρύματος και στενούς ειδικούς στην ασθένεια που χρησίμευσε ως βάση για την άμβλωση.
- Ας υποθέσουμε ότι τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν στο νεογέννητο την παρουσία περισσότερων από 200 γονιδίων που προκαλούν οφθαλμικά προβλήματα. Τι πρέπει να κάνουν οι γονείς σε αυτήν την περίπτωση;
- Για να δώσετε τη σωστή απάντηση, χρειάζονται πολλάλεπτομέρειες. Μετά από όλα, η αλληλούχιση είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, παίρνετε πληροφορίες και δεν καταλαβαίνετε τι να κάνετε με αυτό. Και μερικές φορές τέτοιες πληροφορίες που θα ήταν καλύτερα αν δεν το γνώριζαν. Μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές επιλογές. Μερικές φορές είναι κάπως άσχημα νέα που μπορούν να σταματήσουν συνταγογραφώντας ορισμένα πρόσθετα που μειώνουν τον κίνδυνο ασθενειών και μερικές φορές έτσι ώστε απλά να μην ξέρετε τι να κάνετε με αυτά.
«Συμβαίνει ότι μια μικρή αλλαγή επηρεάζει ολόκληρο το σώμα»
- Εάν μιλάμε για μεταλλάξεις και μιτοχονδριακό DNA, γιατί υπάρχουν μεταλλάξεις που αλλάζουν ολόκληρο το σώμα ή δεν προκαλούν καθόλου αρνητικές συνέπειες;
- Έρευνα σε αυτόν τον τομέα, εμείς καιέχουν δεσμευτεί. Συμβαίνει ότι κάποιο είδος μετάλλαξης συμβαίνει και ξαφνικά επηρεάζει ένα μέρος του σώματος όπου δεν πρέπει να υπάρχει καθόλου. Αυτή είναι μια τεράστια ερώτηση, για την οποία δεν υπάρχει ακόμη απάντηση.
Φωτογραφία: Υγιής Μόσχα
«Αλλά τι βασίζεται ακριβώς στα μιτοχονδριακά νοσήματα και πώς μπορούν οι μεταλλάξεις μεμονωμένων κυττάρων να προκαλέσουν βλάβη στο σώμα ως σύνολο;»
- Συμβαίνει ότι μια μικρή αλλαγή επηρεάζει το σύνολοτο σώμα. Φαίνεται ότι πρόκειται για μία μόνο μετάλλαξη και σκοτώνει ένα άτομο σε πολύ νεαρή ηλικία. Όσον αφορά το μιτοχονδριακό DNA, ένας ασθενής μπορεί να έχει μόνο μία διαταραχή, αλλά προκαλεί μια ασθένεια από την οποία πεθαίνει. Πραγματοποιούμε έρευνα και συγκρίνουμε τις κυτταρικές αλλαγές σε ανθρώπους, πιθήκους και έντομα. Και μέχρι στιγμής, το απόλυτο ελάχιστο δεν έχει αποκαλυφθεί, το οποίο, έχοντας αλλάξει, επηρεάζει ολόκληρο τον οργανισμό στο σύνολό του και προκαλεί τη δυσλειτουργία του.
Μιτοχόνδρια- κυτταρικά οργανίδια που οξειδώνουν οργανικές ενώσεις και χρησιμοποιούν την εκλυόμενη ενέργεια.
Μιτοχονδριακές παθήσεις- μια ομάδα κληρονομικών ασθενειών που σχετίζονται μεδιαταραχή των μιτοχονδρίων. Σταματούν να παράγουν ενέργεια, με αποτέλεσμα το κύτταρο να μην εκτελεί πλέον τις λειτουργίες του. Τα κύτταρα που επηρεάζονται περισσότερο σε αυτή την περίπτωση είναι ο εγκέφαλος, οι σκελετικοί μύες, τα νεφρά, η καρδιά, το ήπαρ, τα αναπνευστικά όργανα και το ενδοκρινικό σύστημα.
Στο 15% των περιπτώσεων η αιτία της νόσου είναιμια μετάλλαξη στο μιτοχονδριακό DNA (mtDNA), με αποτέλεσμα την εξασθενημένη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Άλλες αιτίες μιτοχονδριακών ασθενειών περιλαμβάνουν μεταλλάξεις γονιδίων στο πυρηνικό DNA, τα προϊόντα των οποίων εμπλέκονται στον μεταβολισμό των μιτοχονδρίων. Συνολικά, το μιτοχονδριακό DNA δεν αποτελεί περισσότερο από το 0,5% της συνολικής ποσότητας DNA στο σώμα. Το μιτοχονδριακό DNA είναι ένα κυκλικό χρωμόσωμα με μήκος 16.569 ζεύγη νουκλεοτιδίων.
Ένα χαρακτηριστικό των μιτοχονδριακών παθήσεων,λόγω των μεταλλάξεων mtDNA, είναι ο μητρικός τύπος κληρονομιάς (κανονικά, τα μιτοχόνδρια μεταδίδονται μόνο μέσω του ωαρίου). Επί του παρόντος, έχουν εντοπιστεί περισσότερες από 250 σημειακές μεταλλάξεις του mtDNA, καθώς και πολλές διαφορετικές διαγραφές (απώλεια μιας θέσης χρωμοσώματος) και αναδιατάξεις του mtDNA (εμφάνιση επιπρόσθετων θέσεων, περιστροφή μιας θέσης χρωμοσώματος 180 °, μεταφορά μιας θέσης χρωμοσώματος σε άλλη). Είναι γνωστές περισσότερες από 200 ασθένειες που προκαλούνται από αυτές τις μεταλλάξεις. Επιπλέον, μια μετάλλαξη στο ίδιο γονίδιο mtDNA σε διαφορετικούς ανθρώπους μπορεί να εκδηλωθεί σε διαφορετικούς βαθμούς, έως την πλήρη απουσία κλινικών εκδηλώσεων. Από αυτή την άποψη, η συχνότητα των μιτοχονδριακών παθήσεων είναι μόνο 1-2 ανά 10.000 άτομα, αν και οι μεταλλάξεις mtDNA μπορούν να ανιχνευθούν σε περίπου 1 στις 200 περιπτώσεις.
"Οι επιστήμονες δεν θα επιτρέψουν τίποτα κακό"
- Πόσο εμπιστεύονται οι ίδιοι οι γιατροί σήμερα στα αποτελέσματα των γενετικών εξετάσεων;
- Για 10 χρόνια εργασίας ως γενετιστής, βλέπω ότι οι γιατροίτώρα πολύ πιο ευαίσθητο στην ανάλυση γονιδίων. Προηγουμένως, όπως όλα καινούργια, αυτό ήταν ύποπτο, οι γιατροί αρνήθηκαν τη διάγνωση και τώρα οι θεραπευτές είναι πολύ χαρούμενοι που συνεργάζονται μαζί μας. Φυσικά, υπάρχουν ορισμένοι γιατροί που δεν είναι ανοιχτοί σε αυτό, αλλά με την πάροδο του χρόνου θα εξαφανιστεί. Επειδή οι γενετικοί έλεγχοι έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα - μεγαλύτερη ακρίβεια και φαρμακογονιδιωματική.
— Πρόσφατα, η ηγεσία της Ρωσίαςμίλαανησυχίες για τη συλλογή γενετικής ανάλυσης βιοϋλικών των πολιτών μας. Υπάρχει πραγματική απειλή για τους ανθρώπους των οποίων τα δεδομένα συλλέχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από επιστήμονες;
"Το θέμα είναι ο τρόπος χειρισμού αυτών των δεδομένων." Αλλά είμαι βέβαιος ότι η ρωσική κυβέρνηση και οι επιστήμονες δεν θα επιτρέψουν τίποτα κακό. Το καλό υπερτερεί των κακών και τα οφέλη είναι πολύ μεγαλύτερα. Εάν μιλάμε για κάποια πολύ σοβαρή ασθένεια, τότε δεν τίθεται πλέον το ερώτημα, γιατί ο κίνδυνος είναι ελάχιστος σε σύγκριση με το όφελος.
- Είναι δυνατόν να πούμε ότι η γονιδιακή θεραπεία είναι φθηνότερη για τον ασθενή, και το πιο σημαντικό, είναι πιο αποτελεσματική από την ανάπτυξη παραδοσιακών φαρμάκων, τουλάχιστον όσον αφορά τις ορφανές ασθένειες;
- Δεν μπορώ να πω σίγουρα. Για παράδειγμα, στην κλινική της Βοστώνης, τα παιδιά υποβάλλονται σε θεραπεία και ταιριάζει πολύ καλά με τέτοιες συγκεκριμένες διαταραχές, όπου η γονιδιακή θεραπεία είναι πραγματικά ο καλύτερος τρόπος. Ωστόσο, η ιατρική πρέπει να αναπτυχθεί προτού γίνει η κύρια μέθοδος.
Σύμφωνα με το Υπουργείο Υγείας, η θεραπεία των ορφανών ασθενειώνκόστος για ασθενείς από 100 χιλιάδες έως αρκετά εκατομμύρια ρούβλια το μήνα. Το κόστος ενός από τα πιο ακριβά γονιδιακά παρασκευάσματα του Lucsturn είναι 850 χιλιάδες δολάρια. Έχει σχεδιαστεί για τη θεραπεία της αμβέρωσης του Leber, μιας σοβαρής οφθαλμικής νόσου στην οποία η πρωτεΐνη που είναι απαραίτητη για τον αμφιβληστροειδή παύει να παράγεται, η οποία οδηγεί σε τύφλωση. Το τελικό κόστος του φαρμάκου εξαρτάται από την αποτελεσματικότητα της θεραπείας. Σύμφωνα με τον κατασκευαστή, το φάρμακο είναι αποτελεσματικό στο 90% των περιπτώσεων. Πριν από αυτό, οι γιατροί συνιστούσαν μόνο υποστηρικτική θεραπεία - λήψη βιταμινών και ενδοφθάλμιες ενέσεις, αλλά αυτές οι μέθοδοι ήταν αναποτελεσματικές: σχεδόν το 95% των ασθενών χάνουν εντελώς την ικανότητά τους να δουν έως 10 χρόνια.
- Λίγο επιστημονικής φαντασίας: σήμερα μπορείτε να προσαρμόσετε το υγιές γονιδίωμα για να αποκτήσετε υπερδυνάμεις;
"Όχι ακόμα." Κάποια μέρα θα είναι δυνατό. Νομίζω ότι αυτό που ονειρεύεται ο καθένας είναι η ικανότητα αλλαγής συνδέσμων και μυών για πιο ενεργή κίνηση.
- Πώς θα αναπτυχθούν στο μέλλον η γονιδιακή θεραπεία και η γενετική;
- Νομίζω ότι η διάγνωση θα γίνει σε όλανωρίτερο στάδιο. Και θα αρχίσουμε να εντοπίζουμε καταστάσεις όπου, για παράδειγμα, μπορείτε να εισέλθετε στον ιό που εμφανίζει την πρωτεΐνη που λείπει. Ίσως αυτό δεν θα λειτουργήσει για όλες τις διαγνώσεις, αλλά το εύρος της εφαρμογής της γονιδιακής θεραπείας θα επεκταθεί σταδιακά.