Mitä geenit voivat kertoa meille sydänsairaudesta

On valtava kiinnostus oppia, mitä geenimme voivat kertoa meille itsestämme. Etkö halua tietää, onko sinulla epäsäännöllinen geeni ("geenimuunnos"), joka aiheuttaa korkean kolesterolin tai tekee verihyytymästä helpompaa ennen kuin se voidaan havaita tavanomaisella verikokeella? Eikö olisi hyödyllistä tietää, olitko vaarassa tulevan sydänkohtaukseen nuorena, joten voit aloittaa hoidon sen estämiseksi?

Genomisen sekvenssin lupauksesta ja siitä, miten sitä voitaisiin käyttää yksilön tehokkaampien hoitojen luomiseen, on paljon jännitystä, joka on olennaisilta osin henkilökohtainen hoito. Syöpätautilääkärit ovat jo alkaneet käyttää geneettistä tietoa henkilön kasvaimista sen valitsemiseksi, mitä he uskovat olevan tehokkaimpia lääkkeitä. Mutta yksilöllinen lääketiede on vielä lapsenkengissään eikä sitä vielä käytetä lainkaan kardiologiassa. Miksi? Koska mitä enemmän opimme, sitä enemmän kysymyksiä meillä on.

Oppiminen, mitä geenit sanovat

DNA on uskomattoman monimutkainen. Jokaisella meistä on kolme miljoonaa perusparia geenejä. Jos haluat tietää, mitkä geeniparit ovat epänormaaleja, jouduimme ensin oppimaan, mitä normaalit geenit näyttävät. Onneksi omistetut geneettikot pystyivät kartoittamaan DNA: n tehokkaiden tietokoneiden avulla. Hienostuneet koneet voivat lukea nämä monimutkaiset koodit hyvin nopeasti - ja prosessi, joka kesti 13 vuotta, voidaan nyt tehdä päivässä.

Seuraavaksi nämä tutkijat alkoivat etsiä epäsäännöllisiä geenejä, joita esiintyi ihmisillä, joilla oli tiettyjä sairauksia, jotta he voisivat tehdä yhteyden mutaation ja tilan välillä. Tämä on kuin kirjoitusvirheen löytäminen kirjan sivuilla - jokaisella on useita kirjoitusvirheitä DNA: ssaan.

Mutta olemme oppineet, että yhteys ei ole aina yksinkertainen. Esimerkiksi löysimme useita geenivariantteja, jotka johtavat hypertrofiseen kardiomyopatiaan, tauti, joka aiheuttaa sydämen lihaksen sakeutumisen, suurentumisen ja lopulta epäonnistumisen. Olemme jo pitkään tienneet, että kaikki, jotka kantavat tätä geenimuunnosta, kehittävät tautia. Tämä koskee myös muita geenivariantteja.

Lisäksi tutkijat huomasivat äskettäin, että hypertrofisen kardiomyopatian geenimuunnos voi vaikuttaa joihinkin roduihin, mutta ei muihin. Esimerkiksi valkoihoisilla ihmisillä, joilla on geenimuunnos, voi kehittyä sairaus, kun taas mustat ihmiset, joilla on sama geenimuunnos, eivät ehkä. Emme tiedä tarkalleen, miksi. Joten geenimuunnoksen läsnäololla joissakin ihmisissä voi olla erilainen merkitys muissa - mikä tarkoittaa, että muut tekijät voivat olla pelaamassa.

Lisäksi on paljon sairauksia, joilla näyttää olevan geneettinen syy, koska ne kulkevat perheissä, mutta emme ole pystyneet tunnistamaan niitä aiheuttavia geenimuunnoksia. On todennäköistä, että mukana on useita geenivariantteja.

Edistyy

Sydämen näkökulmasta olemme oppineet eniten harvinaisista mutaatioista. Nämä löydöt ovat johtaneet parempaan ymmärrykseen siitä, miten luonto voi korjata nämä ongelmat. On paljon toivoa, että voimme käyttää tätä näkemystä uusien lääkkeiden kehittämiseksi näiden sairauksien hoitamiseksi.

Esimerkiksi geenimuunnos identifioitiin kymmenen vuotta sitten, koska se liittyy maksan kyvyttömyy- seen puhdistaa kolesterolia verenkierrosta. Ihmisillä, joilla on tämä mutaatio, on erittäin korkea kolesterolitaso. Tätä löydöstä käytettiin luomaan uusi kolesterolilääkkeiden luokka, jota kutsutaan PCSK9-estäjiksi, jotka auttavat potilailla, joilla on mutaatio, metaboloimaan kolesterolia.

Lääkitys lopettaa PCSK9-proteiinin häiritsemisen häiritsemästä maksan normaalia kolesterolia puhdistavaa mekanismia. PCSK9-polun löytämisestä kului alle kymmenen vuotta lääkkeen tuotannosta, jota voitaisiin käyttää potilailla. Tämä ei olisi ollut mahdollista ilman geneettistä koodia.

Geneettiset tutkimukset vievät meidät lähemmäksi myös hypertrofisen kardiomyopatian hoitoa. On kehitetty innovatiivinen hoito, jossa käytetään pieniä molekyylejä kohteeseen, jossa geenimuunnos sijaitsee. Kun tätä tautia sairastaville kissoille annetaan tämä aine, mahdollisuus, että he kehittävät laajentuneen sydämen, laskevat.

Seuraava askel on testata kaava, joka koskee tautia sairastavia ihmisiä. Jos hoito on tehokas, se on läpimurto hypertrofisen kardiomyopatian estämisessä. Tällä hetkellä ei ole saatavilla hoitoa niille, joilla on suurempi todennäköisyys kehittää tätä tautia, koska niillä on geenimuunnos. Tällaiset kehityssuunnat ovat erittäin jännittäviä, koska ne muuttavat lähestymistapaa potilaan hoitoon reaktiivisesta proaktiiviseen.

Mitä emme tiedä

Kun lähestymme geenimutaatioiden ja sairauksien välistä suhdetta, kolmas tekijä syntyy monimutkaistamaan asioita - miten geenimme ovat vuorovaikutuksessa ympäristön ja jokapäiväisen elämämme kanssa.Näiden tietojen kerääminen vie systemaattisen lähestymistavan kliinisiin tutkimuksiin ja vuosikymmenien ajan vastausten saamiseksi.

Lopulta toivomme kuitenkin, että he auttavat meitä ymmärtämään joitakin perusasioita, kuten miksi jotkut ihmiset, jotka joko savuttavat, hengittävät saastunutta ilmaa tai syövät huonoa ruokavaliota, kehittävät sydänsairautta, kun taas toiset eivät. Hyvä uutinen on se, että äskettäiset tutkimukset viittaavat myös siihen, että terveelliset tavat, kuten säännöllinen käyttäminen ja terveellisen ruokavalion syöminen, voivat voittaa riskit, jotka liittyvät sydän- ja verisuonitautien kehittymiseen, jotka ovat perittyjä geenivarianttien kautta.

Aihioiden täyttäminen

DNA-palapelin paloja on paljon. Onneksi on käynnissä useita valtavia ponnisteluja genomien tietojen keräämiseksi ja analysoimiseksi. Lopullisena tavoitteena on antaa lääkäreille tietoa, jota he tarvitsevat hoidettaessa potilaita, joilla on tietty sairaus.

Yksi ponnistus on nimeltään Precision Medicine Initiative, tai “All of Us”. Se on ainutlaatuinen projekti, jonka tarkoituksena on yksilöidä yksilölliset erot geeneissä, ympäristössä ja elämäntapa. Hankkeessa ilmoitetaan miljoona tai useampaa osallistujaa valtakunnallisesti, jotka sitoutuvat jakamaan biologisia näytteitä, geneettisiä tietoja ja ruokavalion ja elämäntavan tietoja tutkijoiden kanssa sähköisten lääketieteellisten asiakirjojensa avulla. Tämän ohjelman kautta kerättyjen tietojen toivotaan johtavan monien sairauksien tarkempiin hoitoihin.

Halvempi testaus

DNA-sekvensoinnin kustannukset ovat laskeneet tuhansista dollareista satoihin dollareihin - ja ne laskevat edelleen. Koska alhaisemmat hinnat tekevät DNA-testauksen tavalliselle henkilölle, voimme todennäköisesti nähdä enemmän suoraa kuluttaja-markkinointia, jonka avulla perheet voivat tunnistaa joitakin geneettisiä sairauksia koskevia riskejä. Opimme edelleen, miten sairausriskiä koskevien tietojen hankkiminen voi vaikuttaa ihmisten terveyteen ja hyvinvointiin.

Lääketieteellisessä maailmassa yritämme selvittää, miten käyttää DNA-testausta saadaksemme tietoa, jota emme voi saada muilla testaustyypeillä. Kun olemme saaneet tiedot, meidän on tiedettävä, mitä tehdä sen kanssa. Hyvä esimerkki on perheperäinen hyperkolesterolemia. DNA-testaus on osoittanut, että kolmella prosentilla ihmisistä on lisääntynyt riski tähän tilaan, joka aiheuttaa vaarallisesti korkean kolesterolitason. Niin:

• Pitäisikö jokaisen testata tämän kolmen prosentin löytäminen?
• Onko tämä parempi kuin tavallisen veren kolesterolitestin käyttäminen ja huolellinen perheen historia?
• Entä jos DNA-testissä on viisi prosenttia suurempi sydänsairausriski?
• Onko tämä lisääntynyt riski riittävän korkea, jotta sinua kohdellaan?

Näihin kysymyksiin on vastattava ennen kuin voimme käyttää DNA-testausta perustellaksemme hoitotapamme.

Siirtyä eteenpäin

Olemme juuri alkaneet naarmuttaa pintaa, mutta odotamme, että genetiikka muuttaa lopulta sitä, miten kardiologit arvioivat potilaita ja heidän perheitään tietyillä sydänsairausmuodoilla, kuten sydämen vajaatoiminnalla. Yksi viidestä aikuisesta kehittää sydämen vajaatoimintaa. Ja tauti vaikuttaa yhden neljän sydämen vajaatoimintapotilaan lapsiin. Haluamme tunnistaa nämä ihmiset ennen kuin ne kehittävät sydämen vajaatoimintaa.

Onneksi monet jännittävät uutiset tietämyksessä ja teknologiassa auttavat meitä ratkaisemaan tämän erittäin monimutkaisen palapelin. Geenitestauksen mahdollisuuksien tunnistaminen on pelottava tehtävä, mutta jännittävä. Kaikki odottavat innolla edistystä.

Dr. Tang on Clevelandin klinikan sydän- ja verisuonitutkimuslaitoksen kardiologi, kansan nro 1 kardiologia- ja sydänleikkausohjelma, joka on Yhdysvaltojen uutis- ja maailmankertomuksen mukaan. Hän on myös kliinisen genomiikan keskuksen johtaja.