Что гены могут рассказать нам о сердечных заболеваниях

Огромный интерес к изучению того, что наши гены могут сказать нам о нас самих. Разве вы не хотели бы знать, есть ли у вас нерегулярный ген (вариант гена), который вызывает заоблачный холестерин или облегчает образование тромбов, прежде чем его можно будет обнаружить с помощью стандартного анализа крови? Разве не было бы полезно знать, есть ли у вас риск сердечного приступа в молодом возрасте, чтобы вы могли начать лечение, чтобы предотвратить его?

Огромное волнение вызывает обещание геномного секвенирования и то, как его можно использовать для создания более эффективных методов лечения индивидуальной сущности и индивидуального ухода. Доктора рака уже начинают использовать генетическую информацию от опухолей людей, чтобы выбрать то, что они верят, чтобы быть самыми эффективными снадобьями. Но персонализированная медицина все еще находится в зачаточном состоянии и пока не получила широкого распространения в кардиологии. Почему? Потому что чем больше мы узнаем, тем больше у нас возникает вопросов.

koya79 / iStockphoto

Изучение того, что говорят гены

Наша ДНК невероятно сложна. У каждого из нас есть три миллиона пар оснований генов. Чтобы узнать, какие пары генов аномальны, нам сначала нужно было узнать, как выглядят нормальные гены. К счастью, преданные своему делу генетики смогли составить карту ДНК с помощью мощных компьютеров. Сложные машины могут очень быстро считывать эти сложные коды, и процесс, на выполнение которого ушло 13 лет, теперь может быть выполнен за день или около того.

Затем эти ученые начали искать нерегулярные гены, которые появляются у людей с определенными заболеваниями, чтобы они могли установить связь между мутацией и состоянием. Это похоже на поиск опечаток на страницах книги: у каждого есть несколько опечаток в ДНК.

Но мы узнали, что связь не всегда проста. Например, мы обнаружили несколько вариантов генов, которые приводят к гипертрофической кардиомиопатии - заболеванию, при котором сердечная мышца утолщается, увеличивается в размерах и в конечном итоге выходит из строя. Мы давно знаем, что не у всех, у кого есть этот вариант гена, развивается болезнь. Это относится и к другим вариантам генов.

Кроме того, ученые недавно обнаружили, что вариант гена при гипертрофической кардиомиопатии может влиять на одни расы, но не на другие. Например, люди европеоидной расы, у которых есть вариант гена, могут заболеть, а у чернокожих людей с таким же вариантом гена - нет. Мы не знаем точно почему. Таким образом, наличие варианта гена у некоторых людей может иметь разные последствия для других, что означает, что в игру могут играть другие факторы.

Кроме того, существует множество болезней, которые, по-видимому, имеют генетическую причину, потому что они передаются в семьях, но мы не смогли идентифицировать варианты генов, которые их вызывают. Вероятно, задействовано несколько вариантов генов.

Продвигается

С точки зрения сердца, мы многому научились на редких мутациях. Эти открытия привели к лучшему пониманию того, как природа может исправить эти проблемы. Есть большая надежда, что мы сможем использовать это понимание для разработки новых лекарств для лечения этих заболеваний.

Например, вариант гена был идентифицирован десять лет назад как связанный с неспособностью печени выводить холестерин из кровотока. У людей с этой мутацией очень высокий уровень холестерина в крови. Это открытие было использовано для создания нового класса лекарств от холестерина, называемых ингибиторами PCSK9, которые помогают пациентам с мутацией метаболизировать холестерин.

Лекарство не дает белку PCSK9 мешать нормальному механизму клиренса холестерина в печени. От открытия пути PCSK9 до производства лекарства, которое можно было бы использовать у пациентов, прошло менее десяти лет. Это было бы невозможно без знания генетического кода.

Генетические исследования также приближают нас к поиску лечения гипертрофической кардиомиопатии. Был разработан инновационный метод лечения с использованием малых молекул для нацеливания на места, где находится вариант гена. Когда кошкам, склонным к этому заболеванию, вводят это средство, вероятность того, что у них разовьется увеличенное сердце, падает.

Следующим шагом будет испытание формулы на людях, подверженных риску заболевания. Если лечение будет эффективным, это будет прорыв в предотвращении гипертрофической кардиомиопатии. В настоящее время нет лечения для тех, у кого более высокая вероятность развития этого заболевания, потому что они являются носителями варианта гена. Подобные разработки очень интересны, поскольку они меняют наш подход к уходу за пациентами с реактивного на проактивный.

Чего мы не знаем

По мере того, как мы приближаемся к пониманию взаимосвязи между генными мутациями и заболеваниями, возникает третий фактор, который усложняет вопрос о том, как наши гены взаимодействуют с окружающей средой и нашей повседневной жизнью. Сбор этих знаний потребует систематического подхода к клиническим исследованиям и многих десятилетий, чтобы прийти к ответам.

Однако в конечном итоге мы надеемся, что они помогут нам понять некоторые основные вопросы, например, почему у некоторых людей, которые курят, дышат загрязненным воздухом или плохо питаются, развиваются сердечные заболевания, а у других - нет. Хорошая новость заключается в том, что недавние исследования также показывают, что здоровые привычки, такие как регулярные упражнения и здоровое питание, могут преодолеть риски развития сердечно-сосудистых заболеваний, которые передаются по наследству через варианты генов.

Заполнение пробелов

В головоломке ДНК очень много недостающих частей. К счастью, сейчас предпринимаются огромные усилия по сбору и анализу геномных данных. Конечная цель - дать врачам знания, необходимые для лечения пациентов с определенным заболеванием.

Одно из них называется «Инициатива точной медицины» или «Все мы». Это уникальный проект, направленный на выявление индивидуальных различий в генах, окружающей среде и образе жизни. В проекте примут участие один миллион или более участников по всей стране, которые соглашаются делиться с исследователями биологическими образцами, генетическими данными, а также информацией о диете и образе жизни через свои электронные медицинские записи. Есть надежда, что информация, собранная с помощью этой программы, приведет к более точному лечению многих заболеваний.

Более дешевое тестирование

Стоимость секвенирования ДНК упала с тысяч долларов до сотен долларов и продолжает снижаться. Поскольку более низкие цены делают тестирование ДНК доступным для среднего человека, мы, вероятно, увидим более прямой маркетинг для потребителей, который позволит семьям выявлять некоторые риски генетических заболеваний, аналогично тому, как вы уже можете использовать тестирование ДНК для определения своей родословной. Мы все еще изучаем последствия того, как получение информации о риске заболеваний может повлиять на здоровье и благополучие людей.

В мире медицины мы пытаемся выяснить, как использовать ДНК-тестирование для получения информации, которую мы не можем получить с помощью других типов тестирования. Как только мы получим информацию, нам нужно знать, что с ней делать. Хороший пример - семейная гиперхолестеринемия. Тестирование ДНК показало, что три процента людей подвержены повышенному риску этого состояния, которое вызывает опасно высокий уровень холестерина в крови. Так:

• Должен ли каждый пройти тестирование, чтобы найти эти три процента?

• Это лучше, чем стандартный анализ холестерина в крови и тщательный семейный анамнез?

• Что, если анализ ДНК обнаружит, что у вас на пять процентов выше риск различных форм сердечных заболеваний?

• Достаточно ли высок этот повышенный риск, чтобы вас лечили?

На подобные вопросы необходимо ответить, прежде чем мы сможем использовать ДНК-тестирование для обоснования нашего подхода к лечению.

Движение вперед

Мы только начали царапать поверхность, но ожидаем, что генетика в конечном итоге изменит то, как кардиологи оценивают пациентов и их семьи с определенными формами сердечных заболеваний, такими как сердечная недостаточность. У каждого пятого взрослого развивается сердечная недостаточность. Причем болезнь поражает детей каждого четвертого больного сердечной недостаточностью. Нам нравится идентифицировать этих людей до того, как у них разовьется сердечная недостаточность.

К счастью, многие захватывающие новые разработки в области знаний и технологий позволяют нам решать эту чрезвычайно сложную головоломку. Выявление потенциала генного тестирования - непростая, но увлекательная задача. Все с нетерпением ждут прогресса.

Доктор Танг - кардиолог в Институте сердца и сосудов Кливлендской клиники, национальной программе кардиологии и кардиохирургии №1 по рейтингу US News & World Report. Он также является директором Центра клинической геномики.