Когда в 2000 году было, наконец, объявлено о секвенировании генома человека, многим показалось, что это событие ознаменовало собой начало революции. Уж теперь-то ученые смогут находить гены, являющиеся причиной различных заболеваний, а фармацевтические компании, наконец-то, доведут до ума лекарства и пилюли. Но с недавних пор стали поговаривать, что «революция откладывается». В общем, полноводный поток открытий превратился в тонкую струйку.
Надежды не оправдались, в основном, из-за наших не совсем четких представлений о природе связи между генами и заболеванием. И вот теперь, когда пелена спала с глаз, ученым приходится признать тот факт, что многие тяжелые недуги обусловлены зачастую не одним, а несколькими генами. Признание этого факта, плюс увеличение мощности компьютеров и умение секвенировать — все это помогло ученым приступить к разгадыванию связи между генами и болезнями.
Так, например, в январе группа ученых из Института Брода в штате Массачусетс установила, что им удалось выявить большую часть генов, вызывающих шизофрению, и с определенной долей приближения объяснить механизм возникновения этой болезни. А совсем недавно, после того, как в журнале Nature была опубликована статья, в которой подробно анализировались мутации, обуславливающие рак молочной железы, настала очередь и этого коварного заболевания.
Группе исследователей под руководством Серены Ник-Зайнал из Института Сенгера в британском Кембридже, удалось секвенировать геномы клеток 560 видов раковых опухолей. Эти геномы, по словам Ник-Зайнал, в значительной степени отличаются от геномов здоровых клеток, поскольку уже претерпели тысячи мутаций. И это не удивительно. В процессе развития опухолей мутации зачастую быстрее всего происходят в тех генах, которые участвуют в репарации ДНК. После этого начинают накапливаться и прочие мутации. Но все эти вторичные мутации с трудом способны отсеивать те из них, которые ведут к патологическим изменениям. Чтобы это установить, необходимо провести сравнительный гистологический анализ образцов тканей различных пациентов, а затем посмотреть, какие у них имеются общие мутации.
Это и сделала группа под руководством доктора Ник-Зайнал. Ученые также смогли выявить мутации, которые, как считается, свидетельствуют о патологических нарушениях, имеющих место в организме в результате воздействия на него ультрафиолетового излучения (например, в результате неумеренного загара), курения и других неблагоприятных факторов. Исследование, проведенное группой Ник-Зайнал, дает возможность на основе сравнения геномов проводить типологию различных видов рака молочной железы, каждый из которых, по сути, несмотря на сходную симптоматику, представляет собой отдельный вид онкологического заболевания. Поэтому вполне вероятно, что каждый из видов рака молочной железы будет по-своему, специфически, реагировать на одну и ту же методику лечения. Именно поэтому на следующем этапе для каждого вида рака молочной железы необходимо найти свою терапию.
Геномика уже оказывает влияние на методику лечение рака молочной железы. Так, например, используя достижения этой науки, компания Foundation Medicine из Кембриджа, штат Массачусетс, предлагает клиентам провести исследование 300 генов, которые зачастую в результате мутаций приводят к образованию опухолей, трудно поддающихся лечению. По результатам анализа, онколог сможет подобрать для пациента адекватную методику лечения. В будущем ДНК, взятые из опухолей пациентов, вероятно, будут полностью секвенироваться для диагностических целей.
Геномика, как наука, имеет огромное практическое значение. Вот, например, 21 апреля британско-шведская фармацевтическая компания AstraZeneca объявила о том, что она собирается совместно с другими заинтересованными сторонами секвенировать 500 тысяч образцов ДНК, собранных в ходе клинических исследований, проводимых ею на протяжении нескольких лет. AstraZeneca заявила о намерении в течение следующего десятилетия расшифровать геном двух миллионов человек.
Одним из главных партнеров этого проекта является небезызвестный Крейг Вентер — человек, который стоял во главе одного из проектов по расшифровке генома, а в 2000 году объявил о составлении карты генома человека. Доктор Вентер сейчас возглавляет компанию Human Longevity (HLI) из города Сан-Диего, специализирующуюся как раз на геномике. Вентер тоже объявил о своем желании принять участие в проекте по секвенированию. По его словам, «на основании лишь нескольких геномов мало что можно сказать», поэтому «для того, чтобы найти небольшие, но существенные, различия, число геномов должно быть достаточно большим».
Вентер знает, что говорит. Компания HLI составила базу данных общих аллелей человеческого генома. Для этого компании потребовалось 10 тысяч геномов. Для поиска редких и очень редких аллелей, которые могут (или не могут) обуславливать определенные заболевания, понадобится еще большее число геномов. По словам доктора Вентера, для обнаружения генетических изменений в человеческом организме, необходимо секвенировать 10 миллионов геномов.
Вариации на тему
Конечно же, для ответа на вопрос о значимости всех этих генетических изменений, необходимо опираться на данные клинических исследований — тут все необходимое у AstraZeneca имеется. Такая же база данных о результатах клинических исследований есть и у компании Genomics England (эта компания принадлежит министерству здравоохранения Великобритании). Genomics England намерена секвенировать 100 тысяч геномов, взятых у пациентов-добровольцев. Другие фармацевтические компании тоже стремятся проводить совместные исследования, также как это делают HLI и Genomics England.
Все вышесказанное лишь подтверждает тезис о том, что у геномной медицины (т.е. методов терапии, которые учитывают индивидуальные генетические особенности пациента), большое будущее. Как говорилось в одном докладе, опубликованном в 2013 году, почти треть лекарств, проходящих клинические исследования, воздействуют либо на уже известную мутацию ДНК, либо на изменения в структуре определенного белка, а это значит, что мы опять приходим все к той же ДНК. Сможет ли препарат помочь пациенту или окажется бесполезным? Об этом специалисты фармацевтических компаний смогут судить по наличию (или же отсутствию) в его организме той или иной мутации. Итак, эра геномной медицины постучалась к нам в дверь — причем, еще раз.
