Kiderült: ilyen lesz a jövő orvoslása

A kettős spirálú DNS molekula tartalmazza az élet felépítéséhez szükséges információkat

Az NIH kutatói 13 olyan tanulmány eredményeit összegezték, amelyek fordítva ülik meg a lovat: nem egy kimutatott betegséghez keresik a genetikai okot, hanem egy adott személy genetikai eltéréseiből kiindulva keresik azok klinikai folyományát, amely esetleg még nem betegség, de lehet belőle az. Minden valószínűség szerint ez a jövő útja az orvoslásban.

Az Egyesült Államok nemzeti egészségügyi intézményhálózatánál, a National Institutes of Health-nél dolgozó kutatók tizenhárom olyan tanulmányt tekintettek át, amelyek a jelenlegi paradigmát – nevezetesen azt, hogy a klinikumban diagnosztizált betegségekhez utólag próbáljuk visszakeresni a lehetséges okul szolgáló genetikai eltéréseket – az ún. „genotype-first" (genotípusból kiinduló) megközelítéssel cserélik fel.

Ez utóbbi lényege az, hogy

először feltérképezik az egyes páciensek – akár teljesen egészséges emberek – genetikai eltéréseit, majd azt vizsgálják, hogy egy-egy konkrét eltéréshez milyen fenotípusos tünetek, elváltozások társulnak.

Ezzel a megközelítéssel nemcsak számos új összefüggésre sikerült fényt deríteni egyes gének és betegségek között, de az ismert betegségekhez kapcsolódó tünetek köre is bővült, és eddig ismeretlen betegségeket is leírtak. A tanulmány az American Journal of Human Genetics szakfolyóiratban látott napvilágot.

Az ún. „genotype-first" (genotípusból kiinduló) megközelítés lényege az, hogy először feltérképezik az egyes páciensek – akár teljesen egészséges emberek – genetikai eltéréseit, majd azt vizsgálják, hogy egy-egy konkrét eltéréshez milyen fenotípusos tünetek, elváltozások társulnak Forrás: Wallpapers

Rámutattunk, hogy a genotípusból kiinduló kutatás igen eredményes lehet, különösen azon páciensek azonosítása terén, akik valamilyen ritka betegségben szenvednek és máskülönben talán nem is derülne fény a problémájukra"

– emelte ki Caralynn Wilczewski, az amerikai Nemzeti Humán Genom Kutatóintézet (National Human Genome Research Institute, NHGRI) Reverz Fenotipizáló Laboratóriumának genetikai tanácsadója és a cikk vezető szerzője.

A dolgok hagyományos menete az volt, hogy a kutatók azonosították a betegek egy csoportját, akik hasonló tüneteket mutattak, majd elkezdtek olyan génváltozatok után keresgélni a genomjukban, amelyek magyarázatot adhattak a tapasztalt tünetekre.

Ez a fenotípusból kiinduló megközelítés azonban akadályozza az összefüggések teljes megértését,

ugyanis a kutatók eleve csak olyan betegekkel fognak foglalkozni, akik valamilyen már ismert és jól körülírható tünetegyüttesben szenvednek. Ezzel a módszerrel nem lehet eljutni a genetikai elváltozások és fenotípusos okozataik között fennálló valódi kapcsolatok feltárásáig.

A dolgok hagyományos menete az volt, hogy a kutatók azonosították a betegek egy csoportját, akik hasonló tüneteket mutattak, majd elkezdtek olyan génváltozatok után keresgélni a genomjukban, amelyek magyarázatot adhattak a tapasztalt tünetekre Forrás: https://www.nytimes.com/2019/11/06/health/crispr-cancer-leukemia.html

„A genomika annak lehetőségét adja a kezünkbe, hogy átlépjünk a reaktív, vagyis a már kialakult betegségre reagáló orvoslásból a preventív, a még ki nem alakult betegséget megelőző orvoslásba – nyilatkozta Leslie Biesecker, az NHGRI Precíziós Egészségügyi Kutatóközpontjának igazgatója és a cikk rangidős szerzője. –

A genotípusból kiinduló megközelítés alkalmazása a kutatásban segít kialakítanunk a jövő jósló és precíziós gyógyászatát."

A tanulmány szerint háromféle módon szerezhetünk új tudásra szert a genotípusból kiinduló megközelítés révén. Először is, a kutatók azt találták, hogy e megközelítés hozzásegít a genetikai variánsok és klinikai folyományaik közötti új összefüggések felismeréséhez. Az egyik NIH által lefolytatott tanulmányban például kimutatták, hogy a TPSAB1 nevű gén több mint két kópiájának birtoklása emésztőrendszeri, kötőszöveti és idegrendszeri problémákhoz vezet. Másodszor, a genotype-first módszer segítségével ismert betegségeknek olyan rejtett jellegzetességei válnak azonosíthatóvá, amelyeket korábban nem ismertünk, mert nem kapcsolódnak hozzájuk látványos tünetek.

Az NHGRI kutatói egyebek közt találtak egy olyan személyt, aki egy ismert metabolikus betegséggel összefüggő génváltozatot hordoz. Az alaposabb vizsgálat ezután kimutatta, hogy az illető testében jelentősen felhalmozódtak a betegséghez kapcsolható bizonyos vegyületek, miközben klinikai szinten csak enyhe tünetekkel rendelkezett.

Emberi vérsejtek elektromikroszkópos képe Forrás: Origo

Harmadsorban e megközelítés segítségével a tudósok meghatározhatják az egyes génváltozatok funkcióját, s ezzel segíthetnek az orvosoknak az újonnan felfedezett tünetegyüttesek megértésében. Az NHGRI munkatársai és együttműködő partnereik által azonosított egyik genetikai variáns például a molekuláris szinten egyfajta immunológiai működési zavart okozott a vérsejtekben.

A genotípus-alapú megközelítést alkalmazó tizenhárom tanulmány mindegyike az NHGRI Precíziós Egészségügyi Kutatóközpontjának genomikai adatbázisát használta.

A központ olyan nagyszabású genomikai programok adatait integrálja, mint a ClinSeq® és a Nemzeti Allergológiai és Infektológiai Intézet (National Institute of Allergy and Infectious Disease, NIAID) Központosított Szekvenálási Protokollja, ezáltal a tanulmányok szerzői több mint 16 ezer kutatási résztvevő genom- vagy exomszekvenálási adatain végezhették elemzéseiket.

Azoknak a kutatási résztvevőknek a genom- és exomszekvenálási adatai, akik hozzájárultak adataik széles körű megosztásához, valamint ahhoz, hogy későbbi kutatások céljaira az NIH munkatársai felvegyék velük a kapcsolatot, jelenleg az NIH intézményhálózatán belül hozzáférhető a Reverz Fenotipizáló Laboratórium genomi adatböngészőjén keresztül. Az adatbázist ki-ki a saját kutatása szempontjából érdekes genomi variánsok azonosítására használhatja.

A lényeg, hogy egy keretrendszert kínálunk a többi NIH-intézménynek, amellyel elősegítjük a saját genotípus-alapú kutatási programjaik felépítését.

Ahogy nő a genotype-first megközelítést alkalmazó programok száma, úgy tudjuk egyre jobban felmérni a genomikai orvoslás jóslási képességeit" – hangsúlyozta Clesson Turner, a Reverz Fenotipizáló Labor igazgatója és a cikk rangidős szerzője.

Ahogy nő a genotype-first megközelítést alkalmazó programok száma, úgy tudjuk egyre jobban felmérni a genomikai orvoslás jóslási képességeit Forrás: Oxford Nanopore Technologies

A keretrendszer a genomi adatok széles körű megosztásán alapul, és lehetőséget nyújt a kutatóknak arra, hogy utólagosan felkeressék azokat a résztvevőket, akik részletes tájékoztatást követően hozzájáruló nyilatkozatban adták ehhez beleegyezésüket. Az NHGRI kutatói azt ajánlják azoknak az intézeteknek, amelyek saját genotípus-alapú programot készülnek indítani, hogy előre dolgozzanak ki stratégiai tervet, különösen annak eldöntésére, hogy mely genetikai eredményeket közöljék a résztvevőkkel. Ehhez genetikai tanácsadó szolgálat létesítése is szükséges lehet. A tanulmány szerzői kiemelik, hogy a résztvevőkkel való hosszútávú bizalmi kapcsolathoz a kutatók részéről elengedhetetlen az aktív kommunikáció.

„Ahogy a jövőben egyre több kutató alkalmazza majd ezt a megközelítést, és különösképp ahogy egyre változatosabb hátterű résztvevők csatlakoznak majd a genomszekvenálási tanulmányokhoz, reményeink szerint egyre több olyan emberhez sikerül eljutnunk, akinek hasznára válik a saját genomszekvenciájának ismerete" – mondta végül Wilczewski.