 |
Возможности применения результатов проекта “Геном человека” в медицине.
|
|
|
|
Год
Генетическое тестирование, профилактические меры, снижающие риск заболеваний, и генная терапия до 25 наследственных заболеваний. Медсестры начинают выполнять медико-генетические процедуры.
Широко доступна преимплантационная диагностика, яростно обсуждаются ограничения в применении данного метода.
Не всем доступны практические приложения геномики, особенно в развивающихся странах.
Год
На рынке появляются лекарства от диабета, гипертонии и других заболеваний, разработанные на основе геномной информации.
Терапия рака, прицельно направленная на свойства раковых клеток.
Изменение способа диагностики психических заболеваний, появление новых способов их лечения, изменение отношения общества к таким заболеваниям.
2030 год
Определение последовательности нуклеотидов всего генома отдельного индивида станет обычной процедурой, стоимость которой менее 1000 $.
Каталогизированы гены, участвующие в процессе старения.
Проводятся клинические испытания по увеличению максимальной продолжительности жизни человека.
Лабораторные эксперименты на человеческих клетках заменены экспериментами на компьютерных моделях.
2040 год
Все общепринятые меры здравоохранения основаны на геномике.
Определяется предрасположенность к большинству заболеваний (при / до рождения).
Доступна эффективная профилактическая медицина с учетом особенностей индивида. Болезни определяются на ранних стадиях путем молекулярного мониторинга.
Для большинства заболеваний доступна генная терапия.
Замена лекарств продуктами генов, вырабатываемыми организмом при ответе на терапию. Средняя продолжительность жизни достигнет 90 лет. Проходят серьезные дебаты о возможности человека контролировать собственную эволюцию.
Глава 2. Применение результатов проекта ”Геном человека”.
|
|
|
Возможности применения результатов проекта “Геном человека” в медицине.
Лечение генетических заболеваний. Сейчас в мире каждый сотый ребенок рождается с каким-либо наследственным дефектом. К настоящему времени известно около 10 тыс. различных заболеваний человека, из которых более 3 тыс. – наследственные.
В основе моногенных (мутация одного гена) болезней лежат мутации отдельных генов. Изменение структуры и числа хромосом приводит к хромосомным болезням. Во многих случаях врожденные дефекты человека обязаны проявлением одновременно комплексу мутаций генов. Такие заболевания называются мультифакториальными или полигенными (мутации нескольких генов). К ним относятся: сахарный диабет, гипертоническая болезнь, бронхиальная астма, шизофрения и др. Эти болезни являются результатами сложного взаимодействия генетических факторов и факторов среды, причем и те и другие многочисленны.
В таблице 2 приведены некоторые болезни, возникающие в результате повреждения генов, структура которых полностью расшифрована к 1997 г.
| Название болезни. |
| 1. Хронический гранулотамоз. 2. Кристозный фиброз. 3. Болезнь Вильсона. 4. Ранний рак груди / яичника. 5. Мышечная дистрофия Эмери–Дрейфуса. 6. Атрофия мышц позвоночника. 7. Альбинизм глаз. 8. болезнь Альцгеймера. 9. Наследственный паралич. 10. Дистония. |
Также существуют и другие генетические болезни, такие как:
Болезнь Дауна. Одно из самых обычных генетических отклонений. Это происходит тогда, когда человек наследует три копии 21-й хромосомы вместо нормальных двух и в итоге у человека образуется 47 хромосом, вместо 46. Хотя эта патология была известна давно, никто до сих пор не знает, как эта дополнительная копия хромосомы вызывает болезнь Дауна, для которого характерна отсталость умственного развития. Но недавно проведенное исследование поможет найти ответ на эту медицинскую тайну. Ученые Медицинского Центра и Медицинской Школы нью-йоркского Университета и их коллеги из Франции и Германии, провели исследование генов в 21-й хромосоме. Они определили, где и какие гены этой хромосомы включаются в мозге и оказывают воздействие, которое в итоге ведет к умственной отсталости. Болезнь Дауна встречается примерно у 1 из каждых 800-1000 рожденных детей. В дополнение к затрагиванию познавательных способностей человека, она связана с физическими отклонениями формы головы и лица, сердца и других органов.
|
|
|
Болезнь Паркинсона. Болезнь Паркинсона обусловлена утратой дофамин-содержащих клеток, которые ответственны за контроль над движениями человека. Вследствие этого часть мозга, отвечающая за движения, становится слишком чувствительной и резко реагирует на любые сигналы мозга. Болезнь Паркинсона - одно из наиболее распространенных неврологических заболеваний. Болезнь наблюдается во всех этнических группах и встречается с равной частотой у мужчин и женщин. Заболеваемость составляет около 20 на 100 тысяч населения. Предлагаемый метод заключается в "перепрограммировании" группы специфичных клеток методами генной инженерии.
Рак. Специалисты по молекулярной онкологии из Великобритании и Нидерландов решили объединить свои усилия в программе по выявлению и изучению человеческих генов, участвующих в процессе злокачественного перерождения клеток. На первом этапе участники нового научного консорциума намерены четко определить функции тех трех сотен генов, связь которых с возникновением злокачественных опухолей уже установлена. В ходе этих исследований будет использован новейший метод адресного отключения отдельных генов с помощью специально сконструированных фрагментов синтетической РНК.
Сердечная недостаточность. Сердечная недостаточность - это синдром, характеризующийся резким снижением реакции сердечной мышцы на норадреналин, гормон, увеличивающий темп сердечных сокращений. Американские кардиологи поставили эксперимент, показавший принципиальную возможность генетической терапии сердечной недостаточности. Исследовательская группа ввела в клетки кроличьего сердца ген, управляющий синтезом норадреналиновых рецепторов. Активация встроенного гена привела к восстановлению нормальной чувствительности к этому гормону. Группа осуществила перенос еще одного гена и получила аналогичный результат.
|
|
|
Вероятно, в ближайшие годы станет возможной очень ранняя диагностика тяжелых заболеваний, а значит, и более успешная борьба с ними. Уже известны примеры успешного применения генотерапии. Так, например, удалось добиться существенного облегчения состояния ребенка, страдающего тяжелым врожденным иммунодефицитом, путем введения ему нормальных копий поврежденного гена.
Сейчас, наверное многие слышали, известны мутации, которые делают человека устойчивым к заболеванию СПИДом. Эта информация очень интересная и такая информация может быть использована для разработки каких-то методов лечения, но это все-таки дело будущего.
Существует множество вопросов о том, что же такое так называемые “больные гены” и как с ними бороться. Просто случается так, что ген по тем или иным обстоятельствам сломался, делает плохой продукт. Для примера, назовем одну болезнь, которая связана с повреждением одного гена: мышечное бессилие. Это смертельная болезнь, связанная с тем, что повреждается огромный ген, в котором записана информация о белке дистрофине, без выработки которого не сокращаются мышцы. В результате у мальчиков (а эта болезнь сцеплена с полом) не поднимается грудная клетка, они не могут дышать, не сокращается сердце, не работают ноги. Гибель неизбежна - что надо сделать? Надо вместо больного гена вставить здоровый. Точно так же, как вместо отрезанной руки делают протез. Надо изготовить точно такой же ген и поместить его в клетки мышц. Есть способы доставки этого гена, есть способы заставить его работать, и таким образом теоретически должно наступить излечение.
Но есть две очень сложные технические проблемы. Поэтому генная терапия пока продвигается крайне медленно. Во - первых, очень трудно вести здоровый ген во все клетки, такой техники не существует. Во-вторых, в клетке есть механизмы, опознающие введенную дополнительную информацию и на всякий случай уничтожающие её. Ген держится в клетках пару месяцев - а потом его уже не удаётся найти. Поэтому излечение получается только в части клеток и временно.
Решение этих проблем - дело будущего,
вопрос в том, как быстро и для каких болезней будут сделаны такие лекарства. Ясно, что это в первую очередь будут болезни достаточно редкие, связанные с повреждением одного гена. Легче вылечить один больной ген, чем много.
|
|
|
Применение в фармакологии.
Научная фармакология начала свое существование около ста лет назад, когда был синтезирован аспирин. За весь прошедший век фармакологи дали врачам всего лишь около полутысячи лекарств, многие из которых имеют весьма токсические побочные эффекты. Это с одной стороны. С другой же, даже самые широко известные и широко используемые лекарства эффективны не более чем у четверти популяции, а чаще и того меньшего числа людей. Вот почему, к примеру, так много лекарств от головной боли. В чем причина?
Все в том же нашем геноме, который несет мельчайшие отличия, на которые раньше и не обращали внимания. Это отличия в одну букву ген-кода, называемые “снипы”. "Снипы" определяют не только реакцию того или иного человека на лекарство, но также и его подверженность заболеваниям, например тому же повышению артериального давления.
Расшифровка генома позволила компьютеризировать и поиски новых лекарств.
Также возникает множество вопросов, поможет ли расшифровка генома в разработке лекарств от СПИДа. Светлана Боринская - научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики РАН отвечает на этот вопрос так: “Да, конечно, это поможет. Но нельзя сказать, что прямо сейчас, на основе генетической информации человека будут разработаны новые лекарства.” По прогнозу руководителя американских геномных программ Френсиса Коллинза, в ближайшие 30-40 лет появится лекарство, сделанное на основе генных продуктов.
Генетический паспорт
Сейчас существует идея о создании генетического паспорта человека, в котором будут указываться все "плохие" гены человека. Это приведет в будущем к тому, что если у человека гены "говорят" о предрасположенности к раку легкого, то с него надо взять подписку, что он не будет курить. Если он все-таки будет курить, то болеть раком легких он станет не бесплатно, а за свой счет. Гены указывают на степень риска. Генетическая предрасположенность совсем не означает фатальной обреченности. Просто вероятность того, что человек заболеет, выше, чем у других людей. Надо быть осторожней и чаще ходить на осмотр к врачу.
|
|
|
Другими словами, многие ученые поддерживают идею создания такого паспорта, ведь это может помочь человеку и врачам в борьбе с различными заболеваниями, но, с другой стороны есть и другой аспект: в Америке, например, разрабатывается закон, по которому врач, разгласивший информацию из генетического паспорта, попадает в тюрьму. У нас же пока юридическая основа профилактической медицины отсутствует. Но, правда, на всеобщую генетическую паспортизацию в России и денег нет.
Сейчас приобретает известность такая практика: если у родителей или родственников вступающих в брак молодых людей есть какие-либо наследственные или ненаследственные тяжелые заболевания, молодоженам нужно пойти в медико-генетическую консультацию. Там врач-генетик должен им дать прогноз относительно груза генетической предрасположенности у будущего потомства. Так уже делается в Америке и в некоторых других развитых странах. Возможен вариант, когда пара решает рискнуть и при неблагоприятном прогнозе, тогда на третьей неделе беременности необходимо осуществить внутриутробную (пренатальную) диагностику - анализ ДНК эмбриона - и определить, несет ли будущий ребенок "плохие" гены.
|
|
|
