Автор: доктор Эмма Давенпорт
Медицина всегда была в некоторой степени персонализированной — врач всегда ищет лучший способ помочь конкретному пациенту. Но с развитием технологий становится возможным использовать самые уникальные инструменты — наши геномы — для индивидуального подхода к лечению.
Геномы состоят из полного набора нашей ДНК, и представляют собой руководство по построению и репроизводству 37 триллионов клеток в нашем организме. Любые два человека имеют более 99% одинаковой ДНК. Оставшаяся часть в менее чем 1% делает нас уникальными и может повлиять на тяжесть заболеваний и эффективность лечения. Изучение этих небольших различий может также помочь нам понять, как лучше всего лечить конкретного пациента от целого ряда заболеваний – начиная с рака и болезней сердца до депрессии.
Диагностика рака
Рак является наиболее передовой областью медицины с точки зрения разработки персонализированных методов лечения. В Великобритании особенности ДНК конкретного пациента используются для помощи врачам в профилактике и прогнозировании рака.
Например, повышенный риск развития рака молочной железы или рака яичников были выявлены у женщин путем скрининга изменений генов BRCA1 или BRCA2. Мутации в этих генах увеличивают риск развития соответствующего вида рака в четыре-восемь раз и могут объяснить семейную склонность к конкретному заболеванию. Мутация BRCA1 повышает женский риск развития рака яичников на 40-50%. Скрининг помог женщинам сделать осознанный выбор в отношении лечения и профилактики – например, по поводу мастэктомии.
Именно такие шаги — разделение пациентов на все более мелкие группы для определения наилучшего лечения — ведут нас к персонализации медицины.
Для некоторых видов рака измерение активности генов становится обычным явлением. Активность гена немного похожа на настройку датчика света — его можно установить на низкий порог срабатывания, высокий или нечто среднее. Измерение настройки позволяет нам увидеть, насколько активен тот или иной ген в ткани или клетке. При раке молочной железы тест, измеряющий активность 50 генов в опухолях, может использоваться для принятия решения о том, получит ли пациент пользу от химиотерапии.
Чтобы распространить этот подход на другие виды рака, исследователи последовательно тестируют гены в сотнях опухолей, выращенных в лаборатории. При этом ученые ищут слабые стороны рака — чтобы попытаться выработать тонкий подход к лечению.
Развитие персонализированной медицины
Секвенирование генома детей с редкими заболеваниями в Великобритании привело к изменению некоторых подходов к лечению. 11-летний мальчик стал первым пациентом, который использовал лекарство от лейкемии CAR-T, перепрограммирующее иммунную систему для борьбы с раком. Ученые из Кембриджа в настоящий момент составляют карту генетического кода женщин с раком молочной железы. В ближайшие пять лет в Великобритании планируется секвенировать один миллион геномов.
Факторы образа жизни
Развитие данных методов ставит вопрос: как далеко может зайти персонализация? Развитие таких болезней как заболевания сердца, диабет и склонность к инфекциям зависят и от генетики, и от образа жизни пациента. Это означает, что информации о небольших различиях в последовательности ДНК недостаточно для прогнозирования восприимчивости и исхода. Измерение активности наших генов также фиксирует информацию о текущих нагрузках на организм. Например, определенные гены будут иметь более высокую или более низкую активность в зависимости от типа инфекции.
Анализ генной активности может также дать важные подсказки относительно того, как лучше всего лечить пациента. Одной из опасных для жизни болезней, при которой эти методы могут помочь, является сепсис. Это состояние, при котором иммунная система повреждает собственные органы, пытаясь бороться с инфекцией. Любой может заболеть сепсисом, и он ежегодно убивает 52 000 человек только в Великобритании — больше, чем рак молочной железы, кишечника и простаты вместе взятые. Во всем мире умирает треть пациентов с сепсисом.
Чтобы спасти жизнь, сначала нужно применять общие антибиотики, чтобы уменьшить инфекцию. Анализ крови призван помочь выяснить какие именно бактерии вызвали сепсис, поэтому можно назначить более узкоспециализированных антибиотик. Но анализ занимает драгоценное время и не всегда способен идентифицировать бактерию, вызывающую инфекцию.
В нашем исследовании мы изучаем активность генов в иммунной системе пациентов с сепсисом, чтобы понять, почему разные люди реагируют по-разному. Мы надеемся определить, какая часть их иммунной системы не работает должным образом – что, в свою очередь, помогает врачам понять, как можно использовать другие лекарства. Это демонстрирует, как персонализированные лекарства могут быть использованы для кратковременного лечения в интенсивной терапии, а также для долгосрочных заболеваний, таких как рак.
Что дальше?
Одной из проблем, с которыми сталкивается персонализация, является скорость — измерение того, что происходит в наших генах в настоящее время является медленным, лабораторным процессом. Чтобы быть наиболее эффективными в реальных медицинских условиях, нам необходимо иметь возможность мгновенно измерять активность генов в крови пациента.
Новая технология, такая как микроэлектродное биосенсорное устройство, которое сигнализирует о критических изменениях в крови в реальном времени, сделает быстрый анализ реальностью. Можно надеяться, что благодаря таким достижениям геномная информация, включая активность генов, станет частью инструментария врача общей практики.
Учитывая последние достижения информация в наших геномах, вероятно, будет использоваться все чаще и чаще в условиях, не связанных с раком. Исследователи изучают генетические связи с депрессией и тревогой, чтобы понять причины и разработать новые индивидуальные методы лечения. Они также имеют доступ к большим наборам данных, таким как британский биобанк, чтобы использовать небольшие различия в последовательности ДНК для выявления людей с высоким риском сердечного приступа в более позднем возрасте.
Маловероятно, что информация из вашего генома приведет к тому, что «персонализированные таблетки» будут изготовлены конкретно для вас. Скорее прогресс поможет врачам подобрать правильную комбинацию лекарств для лечения нужного человека в нужное время.
Доктор Эмма Давенпорт является руководителем группы по генетике человека в Институте Уэллкома Сэнгера, который занимается продвижением исследований в области геномных открытий и сотрудничества между учеными.
Оригинал: BBC
