Svaka osoba ima tisuće genetskih mutacija koje, pod određenim uvjetima, mogu uzrokovati ozbiljne bolesti, uključujući rak. Neki su loši geni naslijedili od roditelja, dok su drugi nastali spontano u fazi formiranja embrija. A ako je prekid gena gotovo nemoguće popraviti, tada je stvarno spriječiti prijenos mutacija na djecu. RIA Novosti govori kako medicinska genetika pomaže stvoriti generaciju zdravih ljudi.
U mojoj praksi, jedna je velika obitelj iz Samare koja je patila od nasljedne motoričke senzorne neuropatije (HMSN). Ova bolest je neugodna, ali nije fatalna. Prvi simptomi pojavljuju se u djetinjstvu, do šezdeset godina pacijent je već u invalidskim kolicima. Trebalo nam je oko petnaest godina da identificiramo gen koji uzrokuje bolest. Molekularni uzrok bolesti identificiran je 2015. godine. Za različite grane ove obitelji već je provedeno šest ranih prenatalnih dijagnoza. Nažalost, nisu svi imali povoljnu prognozu. U ovom slučaju, trudnoća se prekida. No kao rezultat toga svi su ti ljudi rodili zdrave bebe. Zamislite, pet generacija obitelji patilo je od HMSN-a, a njihovi potomci više neće imati ove mutacije “, kaže Olga Shchagina, laboratorijska genetičarka.
Vodila je laboratorij molekularno-genetske dijagnostike u Medicinsko-genetičkom istraživačkom centru (MGSC). Tu se, u svetom hramu ruske medicinske genetike, genomi Rusa dekodiraju kako bi pronašli vremensku bombu u njihovom DNK. Laboratorij zauzima dva kata Moskovskog državnog znanstvenog centra i sastoji se od nekoliko izoliranih prostorija. Biološki uzorci uzeti pacijentu (najčešće krv) proći će kroz svaki od njih prije nego što liječnik zna što se skriva u genima.
DNA oblak
Prvo, laboratorijski radnici izoliraju DNK iz jezgre stanica, dodajući tvari koje uništavaju staničnu membranu u krvi. Rezultirajuća DNA pročišćena je od produkata razgradnje koristeći izopropil i etil alkohol.
"Čekaj, sad ćeš vidjeti sve", smiješi se Shchagina, nježno ljuljajući malu epruvetu s bezbojnom otopinom alkohola.
Iz glatkih ritmičkih pokreta u sredini epruvete, formira se mali bijeli oblak.
Promotivni video:
"Ovo je DNK. Bezbojna je, ali to možemo vidjeti na trenutak ", objašnjava ona.
Moji pokušaji fotografiranja spirale su neuspješni, oblak nestaje brzo kao što se i stvorio. Epruveta s bistrom tekućinom i kiselinom koja se nalazi u njoj šalje se u centrifugu, koja će odvojiti biološku molekulu od alkohola.
Spontane kemijske promjene u strukturi DNA dovode do mutacija / Depositphotos / rob3000.
Pomnožite i čitajte
Nekoliko minuta kasnije laboratorijski radnici izvade epruvete s pročišćenom DNK iz centrifuge i odvedu ih u drugu prostoriju, gdje će se molekula umnožiti, obilježiti i dovesti u stanje gdje se može očitati u sekvenci - šifriranom stroju genoma.
Ako želimo pročitati mali dio gena, tada radimo Sangerovo slijedanje. Usput, upravo je na taj način 2003. godine slijed ljudske DNK prvi put dešifriran. Razbijamo gen na male fragmente, razmnožavamo ih pomoću lančane reakcije polimerazom i dobivamo vrlo velik broj primjeraka za istraživanje. Ova metoda funkcionira kad razumijemo gdje treba potražiti. Na primjer, poznato je da fenilketonurija u 95 posto slučajeva uzrokuje mutaciju PAH gena. Ako trebate pročitati nekoliko gena odjednom ili čak čitav genom, tada se koristi nizanje novih generacija “, kaže Shchagina.
Nekoliko malih sivih uređaja s ugrađenim zaslonom u prostranoj sobi na prvom katu MGNT-ova su sekvence najnovije generacije. Njima upravlja krhka Olga Mironovič, istraživačica u DNK dijagnostičkoj laboratoriji Moskovskog državnog znanstvenog centra.
"Mi pomiješamo reagense s pripremljenim uzorcima DNK, umetnemo ih u sekvenceru i tamo stavimo poseban čip. Reagenti i DNK prenose se u čip, a sve se to fotografira mnogo, mnogo puta. Softver pretvara snimljene slike u podatke koji se mogu čitati i interpretirati. " Mironovič pažljivo zatvara poklopac uređaja i pokreće sekvence.
"Ovaj će se poseban DNK dešifrirati za dvadeset i jedan sat. Tada će bioinformatika interpretirati rezultate ", dodaje ona.
Naučio čitati, ali ne i uvijek razumjeti
Analiza egza, odnosno gena odgovornih za kodiranje proteina, traje najmanje tri tjedna. To je ako je sve prošlo dobro u svim fazama i iz kliničke je povijesti manje ili više jasno što tražiti. U Rusiji i cijelom svijetu nema toliko mnogo stručnjaka koji su u stanju razumjeti dekodirane gene “, objašnjava genetičarka Oksana Ryzhkova, voditeljica Centra za zajedničko korištenje Moskovskog državnog znanstvenog centra.
Ona i njezini zaposlenici dobivaju podatke iz sekvenera nakon što završi s radom.
"Gledajte, na računalu imam rezultate dekodiranja pacijentovog kliničkog egoma - 6300 gena, čiji patogeni oblici vode do razvoja nasljednih bolesti. Ovo su promjene utvrđene u usporedbi s referentnim genomom (standard genoma koji su sastavili znanstvenici kao uobičajeni reprezentativni primjer genetskog koda). Ukupno 13.129 zamjena. Vrlo je teško otkriti koja je od ovih opcija uzrok bolesti. Stoga se povezujemo s međunarodnim bazama podataka, gdje su izložene i patogene varijante gena i pridružene bolesti, i varijante opisane kao benigne, koje ne vode kliničkim manifestacijama, i uspoređujemo naše varijante s njima. Nakon faze "filtracije" po patogenosti, učestalosti pojavljivanja i mnogim drugima, ostaje 15-30 promjena. Nadalje ćemo ih analizirati u što je moguće više detalja,koristeći dodatne baze podataka i programe za utvrđivanje patogenosti, pročitajte članke, usporedite pacijentove simptome s onima opisanim u literaturi. Tek nakon toga možemo zaključiti koja je varijanta uzrokovala bolest ", pojašnjava Ryzhkova.
Kako se otkrivaju nasljedne bolesti
Ako nema dovoljno podataka o navodnom genu krivca, tada se genetičari za pomoć obraćaju genetičarima. Tim istraživača iz Laboratorija funkcionalne genomike Moskovskog državnog znanstvenog centra, simulirajući različite varijacije mutacija u živim organizmima, dokazuje ili opovrgava hipoteze o genima odgovornim za određene bolesti.
Tijekom takvih istraživanja, znanstvenici otkrivaju nove genetske veze.
„Svake godine opisujemo desetak novih gena koji su odgovorni za nasljedne bolesti. U novije vrijeme otkriveno je da mutacija gena KIAA1019 uzrokuje poremećaje u razvoju fetusa koji su nespojivi sa životom. Par kojem su u ranoj fazi prekinute tri trudnoće došao je na MGNC. Sekvencirali smo fetalnu DNK i pronašli nove mutacije u potpuno neistraženom KIAA1019 genu. Kroz eksperimente na staničnim linijama dokazali su da mutacije pronađene u roditelja dovode do potpunog sloma gena KIAA1019, što uzrokuje višestruke malformacije u plodu. A kad se zna mutacija, njime se može manipulirati. U sljedećoj trudnoći liječnici su proveli ranu prenatalnu dijagnozu, fetus se pokazao kao nositelj mutacije samo u jednom genu. To znači da će se u ovoj obitelji roditi potpuno zdravo dijete. Ako je mutacija potekla od oba roditeljatrudnoća bi bila prekinuta , kaže Mikhail Skoblov, voditelj laboratorija funkcionalne genomike.
Skoblov je uvjeren da je budućnost medicinske genetike upravo u takvoj prevenciji nasljednih genetskih bolesti. I sami pacijenti se drže sličnih pogleda. Prema Irini Myasnikova, predsjednici All-Russian Society of Orphan Diseases, obitelji s genetskim problemima trebale bi biti u mogućnosti provoditi besplatnu pre-gestacijsku i prenatalnu dijagnostiku.
„Trošak takve dijagnostike i trošak terapije za pacijente sa nasljednim bolestima su neusporedivi. To je korisno svima: i državi, jer nema potrebe trošiti sredstva na terapiju, i obiteljima, jer će imati zdravu djecu , zaključuje Myasnikova.
Alfija Enikeeva
