Það er gríðarlegur áhugi á að læra það sem genin okkar geta sagt okkur um sjálfan sig. Viltu ekki vita hvort þú ert með óreglulegan gen ("genbrigði") sem veldur háum kólesteróli eða gerir blóðtappa auðveldara áður en hægt er að greina það með stöðluðum blóðprufum? Vildi ekki vera hjálplegt að vita hvort þú ert í hættu á framtíðartilfinningu á hjarta á unga aldri, svo þú gætir byrjað meðferð til að koma í veg fyrir það?
Það er mikið af spennu yfir loforð um erfðafræðilega raðgreiningu og hvernig það gæti verið notað til að búa til skilvirkari meðferðir fyrir einstakling, í raun, til að sérsníða umönnun. Already, krabbamein læknar eru að byrja að nota erfðafræðilegar upplýsingar frá æxli einstaklingsins til að velja það sem þeir telja að séu áhrifaríkasta lyfin. En persónuleg lyf er enn í fæðingu og er ekki mikið notað í hjartavöðvun ennþá. Af hverju? Því meira sem við lærum, því fleiri spurningar sem við höfum.
Að læra hvaða genir þurfa að segja
DNA okkar er ótrúlega flókið. Hver og einn okkar hefur þrjár milljónir pör af genum. Til að vita hvaða genapör eru óeðlilegar, þurftum við fyrst að læra hvað eðlilegt gen lítur út. Sem betur fer, hollur erfðafræðingar voru fær um að kortleggja DNA með hjálp öflugra tölvu. Háþróaðar vélar geta lesið þessar flóknu kóða mjög fljótt og ferlið sem tók 13 ár til að ljúka er nú hægt að gera á einum degi eða svo.
Næst, þessir vísindamenn byrjuðu að leita að óreglulegum genum sem komu fram hjá fólki með ákveðna sjúkdóma, svo að þeir gætu tengt breytingu og ástand. Þetta er eins og að finna leturgerðir á blaðsíðu bókar - allir hafa nokkrar lykilorð í DNA þeirra.
En við höfum lært tenginguna er ekki alltaf einfalt.
Til dæmis, við fundum nokkrar genafbrigði sem leiða til hjartavöðva hjartavöðvakvilla , sjúkdóm sem veldur því að hjartavöðvarnar þykkni, stækka og að lokum mistekist. Í langan tíma höfum við vitað að ekki allir sem bera þetta genafbrigði þróar sjúkdóminn. Þetta á við um önnur genafbrigði, eins og heilbrigður.
Ennfremur komust vísindamenn að því að genafbrigði við háþrýstingakrabbamein getur haft áhrif á kynþáttum, en ekki öðrum. Til dæmis geta kaukasar sem hafa genafbrigði þróast með sjúkdóm, en svört fólk með sama genafbrigði getur ekki. Við vitum ekki nákvæmlega hvers vegna. Þannig getur tilvist genbrigðis í sumum fólki haft ólík áhrif á aðra - sem þýðir að aðrir þættir geta verið í leik.
Að auki eru nóg af sjúkdómum sem virðast hafa erfðafræðilega orsök, vegna þess að þær eru í fjölskyldum, en við höfum ekki getað skilgreint genafbrigði sem valda þeim. Líklegt er að margar genafbrigði taki þátt.
Gerðu framfarir
Frá hjarta sjónarmiði höfum við lært mest af mjög sjaldgæfum stökkbreytingum. Þessar uppgötvanir hafa leitt til betri skilnings á því hvernig náttúran getur lagað þessi vandamál. Það er mikið von um að við getum notað þessa innsýn til að þróa ný lyf til að meðhöndla þessar sjúkdóma.
Til dæmis var genafbrigði auðkennd fyrir áratug síðan að vera tengd við vanhæfni lifrarins til að hreinsa kólesteról úr blóðrásinni. Fólk með þessa stökkbreytingu hefur mjög hátt kólesteról í blóði. Þessi uppgötvun var notuð til að búa til nýjan flokk kólesteról lyfja, sem kallast PCSK9 hemlar, sem hjálpa sjúklingum með umbrotsefnið umbrotna kólesteról.
Lyfið hættir prótein sem kallast PCSK9 frá því að trufla eðlilega kólesteról úthreinsunarbúnaðinn í lifur. Það tók minna en áratug frá uppgötvun PCSK9 leiðarinnar að framleiða lyf sem gæti verið notað hjá sjúklingum.
Þetta hefði ekki verið mögulegt án þekkingar á erfðafræðilegum kóða.
Erfðafræðilegar rannsóknir vekja okkur nær að finna meðferð við blóðfrumukrabbameinssjúkdómi. Nýsköpun með litlum sameindum til að miða þar sem genafbrigði er staðsett hefur verið þróað. Þegar kettir sem eru viðkvæmir fyrir þessum sjúkdómum eru gefnir þessi umboðsmaður, tækifæri þeir munu fá stækkaða hjartslátt.
Næsta skref er að prófa formúluna á menn sem eru í hættu á sjúkdómnum. Ef meðferðin er skilvirk, mun það vera bylting í því að koma í veg fyrir blóðflagnafæðakvilla. Engin meðferð er fyrir hendi fyrir þá sem eru með meiri líkur á að fá þessa sjúkdóma vegna þess að þeir bera genbrigðið. Þróun eins og þetta er mjög spennandi þar sem þeir breyta nálgun okkar við sjúklingaþjónustu frá viðbrögðum til fyrirbyggjandi.
Það sem við vitum ekki
Þegar við komumst að því að skilja tengslin milli genabreytinga og sjúkdóma, verður þriðja þátturinn að flækja málið - hvernig genarnir okkar hafa samskipti við umhverfið og daglegt líf okkar. Að safna þessum þekkingum mun taka kerfisbundið nálgun við klínískan rannsóknir og mörg áratug til að koma á svörum.
Að lokum vonumst við að þeir muni hjálpa okkur að skilja nokkrar grundvallar spurningar, eins og hvers vegna sumir sem reykja, anda í menguðu lofti eða borða léleg mataræði þróa hjartasjúkdóma á meðan aðrir ekki. Góðu fréttirnar eru þær að nýlegar rannsóknir benda einnig til þess að heilbrigt venja, eins og að æfa reglulega og borða heilbrigt mataræði, mega sigrast á hættunni á að fá hjarta- og æðasjúkdóma sem eru "arfgeng" með genafbrigði.
Fylling í blanks
Það eru fullt af vantar stykki af DNA púslunni. Sem betur fer eru nokkrar mikla viðleitni í gangi til að safna og greina erfðafræðileg gögn. Endanlegt markmið er að gefa læknum þekkingu sem þeir þurfa til að meðhöndla sjúklinga sem eru með ákveðna sjúkdóma.
Ein átak er kallað Precision Medicine Initiative, eða "All Us". Það er einstakt verkefni sem miðar að því að greina einstakan mun á genum, umhverfi og lífsstíl. Verkefnið mun skrá eina milljón eða fleiri þátttakendur á landsvísu sem samþykkir að deila líffræðilegum sýnum, erfðafræðilegum gögnum og mataræði og lífsstílupplýsingum með vísindamönnum með rafrænum sjúkraskrám. Vonast er til þess að upplýsingarnar sem safnað er með þessu forriti muni leiða til nákvæmari meðferðar við mörgum sjúkdómum.
Ódýrari prófun
Kostnaður við DNA raðgreiningu hefur lækkað úr þúsundum dollara til hundruð dollara og heldur áfram að minnka. Þar sem lægra verð gerir DNA próf aðgengileg fyrir meðaltal manneskjan, erum við líklegri til að sjá fleiri markaðssetningu beint til neytenda sem leyfir fjölskyldum að þekkja nokkrar erfðafræðilegar áhættuþættir, svipað og hvernig þú getur nú þegar notað DNA próf til að finna uppruna þinn. Við erum enn að læra afleiðingar þess hvernig afla upplýsinga um sjúkdómsáhættu getur haft áhrif á heilsu fólks og vellíðan fólks.
Í læknisfræði heiminum, erum við að reyna að reikna út hvernig á að nota DNA próf til að fá upplýsingar sem við getum ekki komast í gegnum aðrar gerðir af prófum. Þegar við öðlast upplýsingar þurfum við að vita hvað við eigum að gera við það. Gott dæmi er familial kólesterólhækkun . DNA prófun hefur leitt í ljós að þrír prósent af fólki eru í aukinni hættu á þessu ástandi sem veldur hættulega háu kólesteróli í blóði. Svo:
- Ætti allir að prófa að finna þessa þrjá prósent?
- Er þetta betra en að nota stöðluðu kólesterólprófi í blóði og taka vandlega fjölskyldusögu?
- Hvað ef DNA próf finnur þú hafa fimm prósent meiri hættu á öðru formi hjartasjúkdóms?
- Er þessi aukna hætta nógu hátt að þú ættir að meðhöndla?
Spurningar eins og þetta þarf að svara áður en við getum notað DNA próf til að réttlæta meðferð okkar nálgun.
Halda áfram
Við höfum bara byrjað að klóra yfirborðið en við gerum ráð fyrir að erfðafræðin muni að lokum breyta því hvernig hjartalæknar meta sjúklinga og fjölskyldur þeirra með ákveðnum tegundum hjartasjúkdóma, svo sem hjartabilun. Einn af hverjum fimm fullorðnum þróar hjartabilun. Og sjúkdómurinn hefur áhrif á börn einum af hverjum fjórum sjúklingum með hjartabilun. Okkur langar til að þekkja þetta fólk áður en þeir fá hjartabilun.
Sem betur fer eru mörg spennandi ný þróun í þekkingu og tækni sem gerir okkur kleift að takast á við þessa gríðarlega flókna þraut. Að bera kennsl á möguleika genprófunar er skelfilegt verkefni en spennandi. Allir hlakka til að sjá framfarir.
Dr. Tang er hjartalæknisfræðingur í hjarta- og æðasjúkdómum Cleveland Clinic, landinu nr. 1 hjartalínurit og hjartaskurðaðgerð sem raðað eftir US News & World Report. Hann er einnig framkvæmdastjóri Center for Clinical Genomics.
> Heimildir:
> Abul-Husn, Noura S. et al. Erfðafræðileg auðkenning á ættgengri kólesterólhækkun í einum bandarískum heilbrigðiskerfinu. Vísindi . 2016; 354 (6319): 7000.
> Manrai AK, Funke BH, Rehm HL, et al. Erfðafræðilegar misskilningar og möguleiki á heilsufarsskilyrðum. New England Journal of Medicine . 2016; 375 (7): 655-665.
> Stern JA, Markova S, Ueda Y, o.fl. Lítil sameindahemill af Sarcomere samhæfingu lækkar léttar hindranir í útflæðingu í vinstri slegli í krabbameinsvaldandi hjartavöðvakvilla. PLOS ONE . 2016; 11 (12): e0168407.