Путешествие в геном: новые горизонты

В жизни каждого из нас найдется не один наглядный пример того, как курящий крепкий табак дедушка доживает до сотни лет и умирает вовсе не от рака легких. В то время как опухолевые заболевания сегодня прочно держат печальную пальму первенства и из уст медиков мы все чаще слышим слова о том, что «рак молодеет». Такие противоречия объясняются просто: здоровье человека лишь в некоторой мере зависит от окружающей среды, социальных условий, питания и тому подобного. И почти на целую треть, на 30%, состояние организма каждого из нас зависит от генетической предрасположенности либо устойчивости к тем или иным заболеваниям.

Через призму этой простой, но более чем емкой цифры раскрывается доступное пониманию каждого значение генетических исследований, проводящихся в Центре новых медицинских технологий (ЦНМТ) Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук.

Чуть больше полувека назад, в 1953 году, произошел долгожданный прорыв — удалось провести расшифровку ДНК. Развитие генетики пошло семимильными шагами, давшими в том числе и расшифровку генома человека. Двадцать пять тысяч генов, хранителями которых является каждый из нас, постепенно раскрывают перед учеными свои тайны, знание которых уже вполне можно применять — будущее оказалось днем сегодняшним.

— Решаемая сегодня задача, — говорит заместитель председателя СО РАН, директор ИХБиФМ академик Валентин Викторович Власов, — установить связь между определенными генами и болезнями. Такие работы в настоящий момент активно ведутся по всему миру, в том числе и у нас.

Традиционное лечение сводилось к воздействию на микроб — человек принимал лекарство и ждал улучшений. Либо речь шла уже о хирургическом вмешательстве. Однако со временем картина все более прояснялась — ряд болезней имеет генетическую предрасположенность. Значимость диагностики, предиктивного анализа состояния организма, как никогда раньше, выходит на первый план: вовремя выявить склонность конкретного человека к раку, гепатиту, той или иной форме туберкулеза и т. д. может оказаться вопросом, цена которому — жизнь.

Сегодня как в ЦНМТ, так и во всем мире актуальными направлениями генетического тестирования являются сердечно-сосудистые, онкологические, нейродегенеративные заболевания — именно они возглавляют список «лидеров» социально значимых заболеваний. И все они в той или иной мере зависят от генетического материала, заключенного в нас.

— Колоссальным инструментом оказывается, например, анализ генотипа будущих родителей, — поясняет Валентин Власов. — Просмотрев их гены на предмет возможных осложнений, можно вообще на сверхранних стадиях беременности определить, передалось ли заболевание или предрасположенность к нему будущему ребенку.

Лет через пять, заверяют сибирские ученые, станет возможен полный анализ генома каждого из нас. «Сейчас это просто очень дорого, порядка 200 тысяч долларов», — добавляет Валентин Викторович. Но диагностика, поставленная на службу человеку уже сегодня, есть — с 2007 года в ЦНМТ реализуется проект.

Генетическая карта здоровья
— Суть новой медицины, хирургии в частности, — с сияющими глазами подвижника говорит руководитель ЦНМТ ИХБиФМ СО РАН, профессор Андрей Иванович Шевела, — это не отрезать что-нибудь, а доставить продукт биотехнологии к клетке. А еще лучше — вовремя провести диагностику.

В 2007 году, на базе научных разработок в области молекулярно-генетической диагностики, выполненных в ИХБиФМ, центром было проведено более 6 тысяч тестов на выявление генетической предрасположенности к заболеваниям. В 2008 цифра составила уже более 8 тысяч исследований.

— Из 25 тысяч генов человека, — поясняет Андрей Иванович, — мы смотрим лишь сотню генов-кандидатов многофакторных заболеваний.
Однако и такая «раскрытая карта» дает более чем полную картину, информируя человека о состоянии его здоровья… в будущем. Предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям сигнализирует: «Обрати внимание на сердце!», склонность организма к раку заставит курильщика пересмотреть свое отношение к вредной привычке.

— Конечно, было бы замечательно, если бы все прошли такую диагностику, — Андрей Шевела как специалист закономерно убежден в силе предиктивного знания о состоянии своего здоровья. — По крайней мере, для семей, где есть очевидные, передающиеся из поколения в поколение проблемы со здоровьем, такая диагностика необходима.
Исследования генов-кандидатов, которые проводят специалисты центра по заявке обратившихся пациентов, параллельно пополняют копилку знаний:

— Ведь есть еще такой фактор, как территориальная уникальность генов, — замечает Андрей Шевела. — Например, гены, влияющие на инфаркт, в США могут совершенно не совпадать с картиной по Новосибирску. Необходимо «зеркало» именно по нашему региону, среди местного населения, которое мы одновременно и составляем.

…плюс всеобщая паспортизация
— В принципе, закономерно, что нашей «голубой мечтой» является генетическая паспортизация, — говорит Валентин Власов. — Если создать соответствующую правовую базу, то сделать это не проблема.

Однако четко обозначить «правила игры», грамотно выстроить правовое поле для подобной полной диагностики генома — задача в числе приоритетных. «Здесь необходимо учесть целый комплекс морально-этических и правовых факторов», — добавляет Валентин Викторович. В качестве примера, даже при ближайшем рассмотрении, всплывает вопрос о конфиденциальности подобной информации: одно дело человеку самому знать, что он предрасположен, например, к раковым заболеваниям, и совсем другое, когда речь идет о заключении договора о медицинском страховании — откажется компания идти на заведомый риск с будущим больным? А как отнесется работодатель, принимая к себе специалиста, у которого в генетическом паспорте написано, что «велика вероятность сердечно-сосудистых заболеваний»? Одним словом, вопросов пока больше, чем ответов.

Впрочем, это — генетическая паспортизация — все же дело будущего, которое так или иначе расставит нужные акценты. Пока же идет период накопления статистической информации: многие страны включились в так называемые программы «100 геномов», расшифровывая их полностью, один за другим, накапливая базу, опыт. Одновременно идет совершенствование технологий, что постоянно делает этот процесс все более и более дешевым (читай — доступным). В мировом сообществе негласной целью определена задача — полностью «читать» геном за одну тысячу долларов.

Серьезные шаги в авангарде генетических исследований делает и Сибирское отделение — так, например, несмотря на то, что полное секвенирование ДНК уже сегодня осуществляется на базе Центра коллективного пользования, силами нескольких институтов СО РАН ведется работа по созданию нового секвенатора, что позволит сибирским ученым самостоятельно проводить быстрое и полное «чтение» генома. Плюс к этому есть и прикладные — медицинские — успехи, которые также добавляют шаров на весы знания.

— Мы обнаружили генный материал вне клеток — нуклеиновая кислота может браться прямо из крови человека. То есть, просто взяв кровь, можно проводить диагностику на предмет той же генной предрасположенности к заболеваниям, — говорит Валентин Власов. — Получается, что, например, задолго до рака, до образования опухоли, по анализу внеклеточных нуклеиновых кислот мы можем определить зарождение его в организме.

Следующим после диагностики шагом станет возможность не просто «вредный ген» убрать, а устранить дефект генома — академик Валентин Власов одной из ближайших задач видит создание специальных химических веществ, которые бы воздействовали на гены, исправляя их.

— Сообщения о подобных результатах уже есть, — делится Валентин Викторович. — Но пока речь идет о животных, до человека еще далеко. Однако с клетками человека уже работаем: на взятой из организма крови, опухолевых клетках и других.

* * *
Щелчок, и аппарат иммуноферментного анализа «Alisei» начинает новый цикл. Заведующая лабораторией генной диагностики ЦНМТ Елена Чикова смахивает незримую пылинку с «плеча» трудяги, внутри которого пробирки раскрывают свои секреты о состоянии здоровья пациентов.

— Получаем результаты и по гормонам, и по гепатиту, и по многим другим заболеваниям. И, кстати, — Елена Дмитриевна вновь теплой ладонью прикасается к дверце аппарата, — с его помощью один человек за несколько часов делает то, что раньше занимало несколько дней у четверых!

«Alisei» вновь щелкает — пробирки сделали еще один круг. Так же, впрочем, как и наука, окинув взором бездонную вселенную фундаментальных исследований, вернулась к человеку — сегодня каждый может заглянуть в свои гены — путешествие, еще полвека назад казавшееся немыслимым.