Balandžio 25-ąją pasaulyje tradiciškai buvo minima DNR diena. Paprastai šią dieną visuomenei pristatomi šiuolaikiniai genetikos pasiekimai. 1953 m. paskelbtas garsusis Watson ir Crick DNR struktūros modelis, 2003 m. pasauliui pristatyta pirmoji išsami žmogaus genomo seka. Šiemet genetikai paruošė ypatingą, net dvidešimt metų lauktą dovaną – pilnai nuskaitytą žmogaus genomo seką.
Tai didžiulis proveržis, sulig kuriuo prasideda nauja sekoskaitos technologijų era.
Žvilgtelėjus istoriškai, 2001 m. paskelbta pradinė žmogaus genomo versija atvėrė informaciją apie daugelio ligų genetines priežastis. Iki 2003 m. genomo seka buvo tik pildoma. Tačiau šiemet pasiektas lūžis.
Dvidešimt metų neįveikiamomis liko sunkiausiai perskaitomos genomo sekos – pasikartojantys trumpi fragmentai, kuriuos lengva nuskaityti, bet sunku sudėlioti teisinga eile ir kryptimi, neaišku ir kokio ilgio jie turėtų būti. Jie kaip vienodos dėlionės detalės – teisingai įterpti pavyksta tik suguldžius visus kampus. O štai spalvingi genų paveikslėliai dėliojosi smagiai, tad 92 proc. nuskaityti buvo gan greitai.
Tie 8 proc. sunkiau suprantamų genomo fragmentų slepiasi gan keistose žmogaus genomo srityse. Visų pirma, telomerose – mistiškuose žmogaus chromosomų galuose, atsakinguose už biologinį senėjimą. Elizabeth Blackburn su kolegomis, išaiškinusiems biologinio laikrodžio veikimą, užkoduotą besikartojančiose telomerų sekose, buvo įteikta Nobelio premija. Kartu tai buvo pirmas bandymas teisingai perskaityti ir tiksliai sudėlioti besikartojančius genomo fragmentus. Pasikartojančios genomo sekos taip pat randamos žmogaus chromosomų centruose ir mažųjų chromosomų trumpuosiuose pečiuose – mažose chromosomų letenėlėse.
Paprastai genomai skaitomi suskaidžius juos į mažus fragmentus (50-200 bp). Šiuos mažus fragmentus tenka dėlioti kaip dėlionę į nuoseklią genomo seką. Būtent vienodus fragmentus be klaidų sudėlioti sunkiausi. Tačiau pastaruoju metu vystomos naujos technologijos, leidžiančios skaityti ilgas genomo sekas. Štai PacBio HiFi metodas beveik be klaidų skaito apie 20 tūkst. genetinių raidžių sekas, o Oksfordo Nanoporu technologija – net iki 1 mln. ilgio sekas. T2T (nuo telomeros iki telomeros) konsorciumas pritaikė abu šiuos metodus ir pabaigė pildyti žmogaus genomo sekų spragas.
Pradės naują erą medicinoje
Pirmas nuskaitytas žmogaus genomas dažnai minimas kaip įžanga į personalizuotos medicinos erą, nes tik žinant paciento ir jo ligos genominius ypatumus galima parinkti tinkamiausią gydymą ir pasiekti geriausius gydymo rezultatus.
Personalizuotą mediciną suprantame kaip gydymo ir profilaktikos koncepciją, kuri remiasi individualia genų, gyvenimo būdo ir aplinkos įvairove bei šių duomenų suteiktomis galimybėmis formuoti naujas profilaktikos ir gydymo praktikas, padedančias optimizuoti laiko sąnaudas, kaštus ir siekti geresnių gydymo rezultatų, orientuotų į ilgesnę kokybiško gyvenimo trukmę.
Personalizuotos medicinos taikymas reiškia, kad atsisakoma standartizuotos gydymo praktikos, pacientams parengtos universaliai – į kiekvieną pacientą žiūrima kaip į unikalų, vienintelį tokį atvejį. Onkologijoje tai jau tapo kasdienine klinikos praktika.
Na, o kuo reikšminga, ši, naujai paskelbta pilnoji žmogaus genomo seka?
Projekto dėka žmogaus genomas pasipildė 200 mln. genetinio kodo raidžių, o jose, tikėtina, užkoduoti 1956 nauji genai. Spėjama, kad 99 koduoja žmogaus organizmui svarbius baltymus. Kai visame 2 metrų genome yra apie 20 tūkst. genų – šis papildymas gan ženklus.
Be to, pagaliau turėdami suskaitytą visą žmogaus genomą, drąsiai galime sakyti, kad turime naują standartą genomikos tyrimams medicinos reikmėms. Iki šiol palyginimui naudotas referentinis genomas nebuvo pilnas, biologinė žmonijos įvairovė jame atsispindėjo gan silpnai.
T2T projekto dėka žmogaus genomas pasipildė 2 mln. genetinių variantų medicinai ir žmogaus sveikatai svarbiose sekose. Ši įvairovė ypač svarbi tyrinėjant žmogaus ligas, evoliucinę kilmę. Genomo variantai atspindi polinkį tam tikroms ligoms, naudojami ligų profilaktikos, diagnostikos ir gydymo personalizavimui.
Personalizuotas gydymas
Genomikos pasiekimų diegimo medicinoje nauda akivaizdi, nes tik žinant paciento ir jo ligos genominius ypatumus galima parinkti tinkamiausią gydymą ir pasiekti geriausius gydymo rezultatus.
Personalizuotos medicinos ir jos tyrimų dėka ligos, anksčiau, anksčiau pasižymėjusios didžiausiu mirtingumu (plaučių vėžys, melanoma, krūties vėžys), tampa vis geriau kontroliuojamos.
Pilnai nuskaitytas žmogaus genomas – tai naujų galimybių pradžia. Kiekvienas žmogus savo sveikatos įrašuose turės ir genomo seką, o pagal ją individualiai bus parenkama ligų profilaktikos programa, skiriamas personalizuotas gydymas.
Ir tai ne fantazijos, o sekančio dešimtmečio darbai. Juolab kad Lietuva kartu su visa Europa dalyvauja Vieno milijono genomų projekte ir kuria nacionalinius genominės personalizuotos medicino pagrindus.
Pilnai atskleistas žmogaus genomas – taip pat puikus startas kitų ligų, ne tik onkologinės krypties, prevencijai, diagnostikai ir gydymo personalizavimui. Jos dar laukia didesnio mokslo indėlio.
