Бесполезная ДНК: главный миф о генной терапии
Профессор биологии в Университете Оклахомы Ари Берковиц рассказывает, почему секвенирование генома пока не привело к прорыву в медицине.
Врач отделения скорой помощи никак не может поставить диагноз дезориентированному пациенту. Затем он находит на пациенте карту, дающую доступ к его геному или ко всей его ДНК. Врач быстро просматривает геном, диагностирует проблему и отправляет пациента на генно-терапевтическое лечение. Именно так журналистка, получившая Пулитцеровскую премию, представляла себе 2020 год, когда в 1996 году делала репортаж о проекте "Геном человека".
Новая эра в медицине?
В рамках международного проекта "Геном человека" была успешно составлена генетическая карта человека, проведено секвенирование, а затем обнародовано генетическое содержимое человеческих хромосом — или всей ДНК. Этот проект, который существовал между 1990 и 2003 годами, заставил многих задуматься о будущем медицины. В 1996 году нобелевский лауреат Уолтер Гилберт сказал: "Результаты проекта "Геном человека" произведут огромный сдвиг в медицине и решении проблем человеческих болезней". В 2000 году Фрэнсис Коллинз, тогдашний глава HGP в Национальном институте здоровья, предсказал: "Возможно, через 15 или 20 лет вы увидите полную трансформацию терапевтической медицины". В том же году президент Билл Клинтон заявил, что проект "Геном человека" "совершит революцию в диагностике, профилактике и лечении большинства, если не всех, болезней человека".
Сейчас 2020 год, и никто не носит на себе карточку с геномом. Врачи, как правило, не исследуют ДНК для постановки диагноза или лечения. Почему? Как я объяснил в недавней статье в Journal of Neurogenetics, причины распространенных изнурительных болезней сложны, поэтому они, как правило, не поддаются простому генетическому лечению, несмотря на такие большие надежды.
Все сложнее
Идея о том, что единичный ген может вызывать распространенные заболевания, существует уже несколько десятилетий. В конце 1980-х — начале 1990-х годов известные научные журналы, в том числе Nature и JAMA, объявили о причинно-следственной связи единичного гена с биполярным расстройством, шизофренией и алкоголизмом, также как и с другими заболеваниями и видами поведения. Эти статьи привлекли массовое внимание в СМИ, но вскоре эти идеи были опровергнуты или потерпели неудачу при попытке повторного воспроизведения. Первоначальные выводы часто опирались на ошибочные статистические тесты. Биологи в целом были в курсе этих событий, но последующим исследованиям в СМИ уделялось мало внимания.
Действительно, существуют индивидуальные мутации генов, которые вызывают тяжелые расстройства, такие как болезнь Хантингтона. Но мутации единичных генов не являются причиной самых распространенных заболеваний. Все потому, что люди, страдающие тяжелым генетическим заболеванием в среднем живут не настолько долго, чтобы обзавестись множеством здоровых детей. Другими словами, против таких мутаций существует сильное эволюционное давление. Болезнь Хантингтона — исключение, потому что она обычно не проявляет симптомов до тех пор, пока пациент не выйдет из репродуктивного возраста. Хотя новые мутации, вызывающие многие другие заболевания, происходят случайно, в популяции они повторяются не часто.
Обычно тяжелые заболевания вызываются комбинациями мутаций во многих генах, каждая из которых производит весьма небольшой эффект. Они взаимодействуют друг с другом и с факторами окружающей среды, меняя выработку белков из генов. Определенную роль также могут играть множество видов микробов, живущих в организме человека.
Поскольку распространенные серьезные заболевания редко вызываются мутациями отдельных генов, их нельзя вылечить, заменив мутировавший ген нормальной копией — а это основа генной терапии. Генная терапия постепенно продвигается вперед, и путь этот ухабист — среди неудач случайно спровоцированная лейкемия и по крайней мере одна смерть, — но в последнее время врачи стали успешно лечить некоторые редкие заболевания, при которых большую роль сыграла мутация единичного гена. Генная терапия редких заболеваний, вызванных мутацией единичного гена, скорее всего, будет успешной, но ее нужно адаптировать к каждому конкретному заболеванию. А это значит, что огромные затраты и относительно небольшое число пациентов, которым в перспективе поможет такое лечение, могут создать непреодолимые финансовые барьеры для таких решений. При многих заболеваниях генная терапия может оказаться бесполезной.
Новая эра для биологов
Проект "Геном человека" оказал огромное влияние почти на каждую область биологических исследований и стимулировал технические достижения, которые способствуют быстрому, точному и относительно недорогому секвенированию и манипулированию с ДНК. Однако эти достижения в методах исследования не привели к радикальным улучшениям в лечении распространенных тяжелых заболеваний.
Вы не сможете принести свою геномную карточку на следующий прием к врачу. Но возможно, вы сможете привнести более тонкое понимание взаимосвязи между генами и заболеванием. Более точное понимание причин заболевания может оградить пациентов от нереалистичных объяснений и ложных обещаний.
Источник. Перевод – Идеономика.
