Заболел? Геном расскажет врачам, как лечить

В Институте фундаментальной медицины и биологии КФУ в рамках международной конференции «Доказательная медицина: достижения и барьеры», прошел семинар по доказательной медицине.

Напомним, что доказательная медицина (от англ. Evidence-based medicine - основанная на доказательствах медицина) ‑ практика, при которой решения о применении каких-либо профилактических, диагностических и лечебных действий принимаются исключительно на основе имеющихся доказательств их эффективности и безопасности. Сами же эти доказательства подвергаются сравнению и обобщению, а также широко распространяются для использования практикующими врачами.

Это значительный шаг вперед в системе здравоохранения, ведь известно, что многие из существующих долгое время медицинских практик до сих пор не были подвергнуты адекватной проверке с помощью эффективных научных методов.  Идеи создания основанной на надежных доказательствах медицины, конечно, возникали и раньше, но по-настоящему эффективными они стали лишь в начале 1990-х годов, с ускорением научно-технического прогресса.

Доказательная медицина должна базироваться на результатах новейших научных изысканий и брать на вооружение самые современные медицинские практики, которые зачастую еще находятся на стадии клинических испытаний. Например, бурно развивающаяся благодаря секвенированию (определению аминокислотной или нуклеотидной последовательности ДНК) генома человека медицинская генетика – область науки, изучающая наследственность и изменчивость в различных популяциях людей, особенности проявления и развития в них нормальных и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предрасположенности и условий окружающей среды.

Задачи медицинской генетики ‑ выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных заболеваний, а также предотвращение воздействия негативных факторов среды на наследственность.  Для их эффективного решения необходимо провести масштабную работу, одна из важных составляющих которой – секвенирование геномов всего населения страны и составление генетических карт для каждого человека. Дело в том, что порядок расположения генов в хромосоме и относительные расстояния между ними у людей столь же индивидуальны, как отпечатки пальцев. Поэтому и нужны генетические карты, составляемые для каждой пары гомологичных хромосом.  Это пара приблизительно равной длины, дающая одинаковую картину при окрашивании. У них аллельные гены, кодирующие одни и те же белки или РНК. Одна гомологичная хромосома наследуется от матери, другая - от отца.

С медицинской генетикой тесно связана генотерапия ‑ бурно развивающаяся область медицины, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями структуры ДНК, или придания клеткам новых функций. Генотерапия использует методы генной инженерии и медицины. Она может успешно применяться в лечении наследственных, инфекционных и нейродегенеративных заболеваний, а также злокачественных новообразований и ДНК-вакцинации. Одним словом, генотерапию можно смело назвать будущим практической медицины.

Разумеется, в КФУ медицинской генетике и генотерапии уделяется самое пристальное внимание. Уже сейчас на лабораторном оборудовании, которым располагает университет, можно сделать точную генетическую карту человека. В ИФМиБ создан биомедицинский Центр коллективного пользования, включающий в себя геномный центр, где установлены высокопроизводительные секвенаторы последнего поколения, дающие новые возможности для расшифровки генома. Эта работа ведется под руководством членкора РАН Вадима Говоруна в сотрудничестве с московским НИИ физико-химической медицины, специалисты которого помогают в постановке задач, обучении сотрудников и обслуживании приборов.

Геномный центр реализует значимый проект, являющийся частью большой междисциплинарной многоцентровой работы и посвященный исследованию микрофлоры кишечника человека, совокупности геномов микроорганизмов, населяющих этот орган. Известно, что физиология кишечника во многом определяет наше здоровье, в частности, вносит значительный вклад в работу иммунной и эндокринной систем. Мало того, последние исследования показали, что дисбаланс кишечной микрофлоры может приводить к онкозаболеваниям.  Поэтому наши ученые исследуют взаимосвязь особенностей микрофлоры и развития различных болезней.

Кроме того, запланировано исследование влияния на микрофлору такого фактора, как смена места жительства. Замечено, что микрофлора сельских жителей более разнообразна, чем у горожан, например, в ней больше пробиотиков, определяющих иммунитет организма. В городе микрофлора «беднеет» ‑ люди теряют естественную защиту.

В связи с этим исследованием планируется создание биологического банка сохранившихся в изолированной сельской среде микроорганизмов. Исследуется также связь перемены жительства и развития болезней, что позволит понять, можно ли использовать данные о микрофлоре кишечника как диагностический маркер, либо сделать вывод, что изменения в ней сами по себе ‑ причина развития той или иной патологии. Чем не доказательная медицина?

А совсем недавно в ряде авторитетных научных журналов, таких, как «Spinal Cord», была опубликована статья ученых КФУ, в которой рассказывалось о результатах их исследований (совместных с коллегами из РКБ и КГМУ) генно-клеточных методов лечения травм. Эти методы были успешно опробованы на лабораторных крысах, имеющих повреждения спинного мозга. Результаты превзошли все ожидания: парализованные крысы восстановили двигательную активность.  

Суть метода ‑ направление в область повреждений терапевтических генов и клеток пуповинной крови, содержащей большое число стволовых клеток. Эта кровь биологически безопасна и обладает низкой иммуногенностью, но при таких серьезных травмах, как повреждение спинного мозга, восстановительная способность стволовых клеток ограничена. Наши ученые создали на основе особых генов уникальный препарат, замедляющий процессы дегенерации и восстанавливающий нервную ткань.

При этом, как сообщили университетские исследователи, применение подобных методов не ограничено травмами спинного мозга. Они могут успешно использоваться при лечении периферической нервной системы, нейродегенеративных заболеваний наподобие бокового амиотрофического склероза и болезни Альцгеймера, а также травм опорно-двигательного аппарата и ишемической болезни сердца ‑ основной причины смертей в России.

Синтез генетики и медицины дает массу перспективных направлений в прикладной и исследовательской научной деятельности. По мнению профессора кафедры генетики ИФМиБ Альберта Ризванова, таковой может стать, например, фармакогеномика. Ее суть заключается в следующем: на основе генетической карты конкретного пациента можно сделать вывод, какое лекарство и в какой дозировке будет наиболее эффективно для его лечения.

Раньше от врачей приходилось часто слышать, что действие того или иного лекарства на каждого больного зависит от индивидуальных особенностей его организма. Мнение это, конечно, точное, но несколько расплывчатое. И именно достижения генетики помогли внести в него ясность – объяснили, что за этими самыми «индивидуальными особенностями организма» стоят гены, отвечающие за метаболизм препарата или его мишени. Сегодня эти достижения уже активно используются, например, в онкологии и кардиологии. Это позволяет достигать выздоровления за более короткие сроки, избегая побочных эффектов. Есть и экономическая выгода – цена некоторых лекарств очень высока, поэтому их неэффективное использование становится дополнительным бременем для государства, лечебно-профилактических учреждений и, все чаще, для самих пациентов.

Разумеется, методы фармакогеномики исследуются и в КФУ – наши ученые активно помогают внедрять в клиническую практику последние достижения науки. В недалеком будущем они помогут и доказательной медицине, так как показывают наиболее точную картину того, что произошло с заболевшим человеком, основываясь на самом полном хранилище информации о нем – на геноме.