"אם אדם סובל ממחלה קשה, זה לא כל כך חשוב לו שהנתונים שלו אינם מותאמים אישית"
- למה מדענים?
- לדוגמה, כאשר משהו לא מאובחן, האוסףחומר גנטי הוא הכרחי לחלוטין. כדי להבין את מצב האוכלוסייה כולה, חשוב לקבוע מה הבעיה לאדם חולה מסוים. יש לנו כ 20,000 גנים, לכן, בהתחשב בכל הווריאציות האפשריות, יש צורך לתאם אותם עם כלל האוכלוסייה. אחסון אכן יכול להוות בעיה עקב נתונים אישיים, אך כאשר הם אנונימיים, אי אפשר עוד לחזור לזיהוי חומרים גנטיים. ואם לאדם יש מחלה קשה, זה לא כל כך חשוב לו שהנתונים שלו לא מותאמים אישית.
עלות הקמת מרכז DNA לאומי, בשנתאשר יש לאחסן את הדגימות הגנטיות של 80 מיליון אזרחים, ממשלת סין העריכה כ -900 מיליון דולר בשנת 2017. לאחר הקמתה, מרכז ה- DNA יעסוק בגנטיקה של אוכלוסייה, מחקר על מוחם של תינוקות והתפתחות קוגניטיבית, שיטות חדשות לטיפול בסרטן, כמו גם מחלות נדירות וכרוניות.
- עד כמה מדויקת שיטת רצף הגנום הבא? מכיוון שזו שיטת איסוף נתונים אנלוגית, האם צריך להיות אחוז טעויות?
- אחוז השגיאות תמיד שם. שיטת הרצף הנפוצה ביותר היא רצף exome, כאשר בודקים רק 1% מהגנום. עם זאת, אם אינך עובד עם כל הגנום בכללותו, אינך יכול לגלות אם ראית הכל. יש כזה שאינו נראה ברמת הגנום - למשל, אפיגנום.
יש דברים עליהם דבר עדיין לא ידוע. איננו מתיימרים שאנו מבינים הכל וכי רצף הוא המילה האחרונה והפתרון הסופי לגנומיקה.
רצף- השם הכללי של השיטות שבהןנקבע רצף הנוקלאוטידים ב-DNA. ראשית, מולקולת ה-DNA משובטת פעמים רבות, ואז חותכת למספר חלקים במקומות אקראיים וכל קטע נחקר בנפרד. ההבדל בין השיטות הוא בדיוק כיצד לומדים את החלקים החתוכים.
אפיגנטיקה- המדע שחוקר שינויים בגנים שאינם קשורים אליהםעם שינוי ברצף ה-DNA. הוא מסביר כיצד הסביבה משפיעה על הפעלה או דיכוי של תכונות גנטיות מסוימות. לדוגמה, לשרקנים שנולדו בסתיו יש פרווה עבה יותר מאלה שנולדו באביב, מה שעוזר להם להסתגל למזג אוויר קר. שינוי אורח החיים שלך מעורר תגובות ביוכימיות שעוזרות גם לשנות את תכונות הגוף ובטווח הארוך להאריך את החיים.
"שקיפות חשובה למרפאות בריאות הרבייה"
- האם ניתן להסיק מסקנות לגבי נטייה של העובר לסיסטיק פיברוזיס, סרטן או מחלות יתמות בשלבים המוקדמים של ההריון?
- במרפאות רבות, למשל, בבוסטוןבית החולים לילדים מסיק מסקנות כאלה מסריקה, שמראה האם יש בעובר בעיות. מדובר בבדיקה כאשר באמצעות טכנולוגיות שונות ניתן לבחון את העובר מזוויות שונות ולאבחן מחלות.
תמונה: “בריאה מוסקבה”
- האם ניתן לזהות מחלה על ידי ניתוח גנטי עד שהיא מתרחשת, להאט אותה או למגר אותה לחלוטין?
- כן, ברמת התכנון המשפחתי, ההורים כבר"הסר" את המחלות הקשות ביותר שיש להם במשפחה. אפשר לדכא כמה מדינות לפני שהן מתגלות. כשעשיתי לעצמי רצף גנים, הדבר הראשון שהסתכלתי עליו היה האם קיימת אפשרות לטרשת רוחבית אמיוטרופית להבין אם אורך החיים שלי ארוך. זו מחלה כזו שיש לך שיתוק ואי ספיקת מוח.
טרשת רוחבית עמיוטרופית- ניווני חשוכת מרפא מתקדםמחלה של מערכת העצבים המרכזית הפוגעת הן בתאי העצב המוטורי העליון (הקורטקס המוטורי) והן התחתון (הקרן הקדמית של חוט השדרה וגרעיני עצב הגולגולת). מדובר במחלה נדירה, מספר המקרים מוערך בטווח של 2-7 מקרים לכל 100 אלף איש בשנה. תוחלת החיים הממוצעת עם מחלה זו היא 5-7 שנים. אבל, למשל, המדען המפורסם סטיבן הוקינג חי 55 שנים לאחר האבחנה שלו. מאז 1997 תוכנן עבורו כיסא גלגלים, עליו שלט באמצעות שריר הפנים היחיד ששמר על תנועתיות. מתקשר באמצעות סינתיסייזר דיבור. למרות מוגבלותו, הוקינג המשיך לעסוק בפעילות מדעית. הוא חקר חורים שחורים, כתב כמה מאמרים מדעיים וספרי מדע פופולרי, נסע הרבה, שיחק בסרטים ואפילו טס באפס כוח משיכה במטוס.
- מה היית ממליץ לאישה שיש לה סיכון גבוה מאוד ללדת תינוק עם בריאות לקויה או מחלות חשוכות מרפא?
- קודם כל, ללכת למרפאהבריאות הרבייה, כך שתפתח ותקבע עבורה תוכנית טיפול בהתאמה אישית ותפעל בהתאם. גם עבור מרפאות, היבט כזה של שקיפות וכנות הוא חשוב מאוד: כי הם מציינים בבירור את אחוזי ההצלחה ואת סיכויי ההחלמה והתפיסה של ילד בריא שקיים באמת. ואם הם לא יכולים לעשות משהו, עליהם למצוא רופא שיכול לעשות זאת.
הפלות רפואיות מותרות ברוסיהאינדיקציות למשך עד 22 שבועות. זה נעשה אם לאם יש מחלות קשות וההריון מאיים על חייה או שהאישה לא יכולה לטפל בילד באופן מלא. מומים חמורים בעובר הם גם עילה להפלה רפואית. רשימה מלאה של מחלות מופיעה בהוראת משרד הבריאות משנת 2007 "על אישור רשימת ההתוויות הרפואיות לסיום מלאכותי להריון." ביניהם ניתן למצוא שחפת, מומי לב, פתולוגיות קשות של הכבד והכליות, הפרעות נפשיות קשות, הפרעות כרומוזומים אצל ילד ואחרים. שאלת הצורך בהפלה רפואית נשקלת על ידי ועדת מומחים, הכוללת גינקולוג המשגיח על נשים, הרופא הראשי של המוסד הרפואי ומומחים צרים במחלה ששימשו בסיס להפלה.
- נניח, תוצאות הבדיקה הראו אצל היילוד נוכחות של יותר מ -200 גנים הגורמים לבעיות עיניים. מה על ההורים לעשות במקרה זה?
- כדי לתת את התשובה הנכונה, יש צורך בהרבהפרטים. אחרי הכל, רצף זו בעיה גדולה, אתה מקבל מידע ולא מבין מה לעשות איתו. ולפעמים מידע כזה שעדיף אם הם לא היו יודעים. יתכנו אפשרויות שונות. לפעמים אלה חדשות רעות שניתן להפסיק על ידי רישום של תוספים מסוימים שמפחיתים את הסיכון למחלות, ולעיתים כאלה שפשוט אינך יודע מה לעשות איתם.
"קורה ששינוי קטן אחד משפיע על כל הגוף"
- אם אנו מדברים על מוטציות ו- DNA מיטוכונדריאלי, מדוע יש מוטציות שמשנות את כל הגוף או שאינן גורמות לתוצאות שליליות בכלל?
- מחקר בתחום זה, אנו ומאורסים. זה קורה כי סוג כלשהו של מוטציה מתרחש ופתאום משפיע על חלק בגוף שבו הוא לא אמור להיות נוכח כלל. זו שאלה ענקית, עליה אין עדיין תשובה.
צילום: מוסקבה הבריאה
"אבל מה בדיוק עומד בבסיס מחלות מיטוכונדריות, וכיצד יכולות מוטציות של תאים בודדים לגרום נזק לגוף בכללותו?"
- קורה ששינוי קטן אחד משפיע על השלםהגוף. נראה שזו רק מוטציה אחת, והיא הורגת אדם בגיל צעיר מאוד. באשר ל- DNA המיטוכונדריאלי, עלול להיות חולה בהפרעה אחת בלבד, אך היא גורמת למחלה ממנה הוא מת. אנו מבצעים מחקרים ומשווים שינויים בתאים בבני אדם, קופים וחרקים. ועד כה, המינימום המוחלט לא התגלה, אשר לאחר השתנותו משפיע על האורגניזם כולו וגורם לתפקודו.
מיטוכונדריה- אברונים תאיים המחמצנים תרכובות אורגניות ומשתמשים באנרגיה המשתחררת.
מחלה מיטוכונדרית- קבוצה של מחלות תורשתיות הקשורות להפרעה במיטוכונדריה. הם מפסיקים לייצר אנרגיה, מה שגורם לתא לא לבצע יותר את תפקידיו. התאים המושפעים ביותר במקרה זה הם המוח, שרירי השלד, הכליות, הלב, הכבד, איברי הנשימה והמערכת האנדוקרינית.
ב-15% מהמקרים הגורם למחלה הואמוטציה ב-DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA), וכתוצאה מכך פגיעה בתפקוד המיטוכונדריאלי. גורמים נוספים למחלות מיטוכונדריאליות כוללות מוטציות של גנים ב-DNA גרעיני, שתוצריהם מעורבים בחילוף החומרים במיטוכונדריה. בסך הכל, ה-DNA המיטוכונדריאלי מהווה לא יותר מ-0.5% מכמות ה-DNA הכוללת בגוף. DNA מיטוכונדריאלי הוא כרומוזום עגול באורך של 16,569 זוגות נוקלאוטידים.
תכונה של מחלות מיטוכונדריות,כתוצאה ממוטציות mtDNA, הוא סוג הירושה האימהי (בדרך כלל המיטוכונדריה מועברת רק דרך הביצה). נכון לעכשיו, זוהו יותר מ -250 מוטציות נקודתיות של mtDNA, כמו גם מחיקות רבות ושונות (אובדן אתר כרומוזום) וסידור מחדש של mtDNA (הופעת אתרים נוספים, סיבוב של אתר כרומוזום 180 °, העברת אתר כרומוזום אחד לאחר). ידועים יותר מ- 200 מחלות הנגרמות כתוצאה ממוטציות אלה. יתר על כן, מוטציה באותו גן mtDNA אצל אנשים שונים יכולה להתבטא בדרגות שונות, עד להיעדר מוחלט של ביטויים קליניים. בהקשר זה, תדירות המחלות המיטוכונדריות היא רק 1-2 לכל 10,000 איש, אם כי ניתן לאתר מוטציות mtDNA בכ -1 מתוך 200 מקרים.
"מדענים לא יאפשרו לכלום רע"
- כמה הרופאים עצמם בוטחים כיום בתוצאות הבדיקה הגנטית?
במשך 10 שנות עבודה כגנטיקאי אני רואה שרופאיםעכשיו הרבה יותר מגיב לניתוח גנים. בעבר, כמו כל דבר חדש, זה היה חשוד, הרופאים הכחישו את האבחנה וכעת מטפלים שמחים מאוד לעבוד איתנו. כמובן שיש כמה רופאים שאינם פתוחים לכך, אך עם הזמן זה ייעלם. מכיוון שלבדיקות גנטיות יתרונות מסוימים - דיוק גבוה יותר ופרמקוגנומיקה.
- לאחרונה, הנהגת רוסיהלדברדאגות לגבי איסוף ניתוח גנטי של חומרים ביולוגיים של אזרחינו. האם יש איום אמיתי על האנשים שהנתונים שלהם נאספו והשתמשו בהם על ידי מדענים?
"העניין הוא כיצד מטפלים בנתונים האלה." אבל אני בטוח שממשלת רוסיה והמדענים לא יאפשרו דבר רע. הטובים עולה על הרע, והיתרונות גדולים בהרבה. אם מדובר על מחלה קשה מאוד כלשהי, השאלה כבר לא מתעוררת, מכיוון שהסיכון הוא מזערי בהשוואה לתועלת.
- האם ניתן לומר שטיפול גנים זול יותר עבור המטופל, והכי חשוב, הוא יעיל יותר מאשר פיתוח תרופות מסורתיות, לפחות מבחינת מחלות יתמות?
- אני לא יכול לומר בוודאות. לדוגמה, במרפאת בוסטון מטפלים בילדים, וזה מסתדר היטב עם הפרעות ספציפיות כאלה, בהן הטיפול הגנטי הוא באמת הדרך הטובה ביותר. אך עדיין יש לפתח רפואה לפני שהיא הופכת לשיטה העיקרית.
על פי נתוני משרד הבריאות, הטיפול במחלות יתמותעלויות עבור חולים בין 100,000 לכמה מיליוני רובל בחודש. עלות אחת מתכשירי הגנים היקרים ביותר של לוקסטורן היא 850 אלף דולר. היא מיועדת לטפל בעמורוזיס של לבר, מחלת עיניים קשה בה מפסיק לייצר החלבון הדרוש לרשתית, מה שמוביל לעיוורון. העלות הסופית של התרופה תלויה ביעילות הטיפול. לדברי היצרן, התרופה יעילה ב 90% מהמקרים. לפני כן המליצו הרופאים על טיפול תומך בלבד - נטילת ויטמינים וזריקות תוך עיניות, אך שיטות אלה לא היו יעילות: כמעט 95% מהמטופלים מאבדים לחלוטין את יכולתם לראות עד 10 שנים.
- קצת מדע בדיוני: היום אתה יכול להתאים את הגנום הבריא כדי לקבל מעצמות?
"עוד לא." יום אחד יתאפשר. אני חושב שמה שכולם חולמים עליו הוא היכולת לשנות רצועות ושרירים לתנועה פעילה יותר.
- כיצד יתפתחו טיפול גנטי וגנטיקה בעתיד?
- אני חושב שהאבחנה תעשה על הכלשלב מוקדם יותר. ואנחנו נתחיל לזהות מצבים בהם, למשל, תוכלו להיכנס לנגיף שמראה את החלבון החסר. אולי זה לא יעבוד לכל האבחנות, אך טווח היישום של טיפול גנטי יתרחב בהדרגה.