Kiekvienas žmogus turi tūkstančius genetinių mutacijų, kurios tam tikromis sąlygomis gali sukelti sunkias ligas, įskaitant vėžį. Kai kurie blogi genai paveldėjo iš tėvų, o kiti atsirado spontaniškai embriono formavimosi stadijoje. Ir jei genų suskirstymo beveik neįmanoma nustatyti, tada realu užkirsti kelią mutacijų perdavimui vaikams. „RIA Novosti“pasakoja, kaip medicininė genetika padeda sukurti sveikų žmonių kartą.
„Mano praktikoje buvo viena didelė šeima iš Samaros, kenčianti nuo paveldimos motorinės-sensorinės neuropatijos (HMSN). Ši liga nemaloni, bet ne mirtina. Pirmieji simptomai išryškėja dar vaikystėje; iki šešiasdešimties metų pacientas jau yra vežimėlyje. Geną, kuris sukelia ligą, nustatyti prireikė maždaug penkiolikos metų. Molekulinė ligos priežastis buvo nustatyta 2015 m. Skirtingoms šios šeimos šakoms jau atliktos šešios ankstyvosios prenatalinės diagnostikos. Deja, ne visi turi palankią prognozę. Tokiu atveju nėštumas nutraukiamas. Bet dėl to visi šie žmonės pagimdė sveikus kūdikius. Įsivaizduokite, penkios šeimos kartos sirgo HMSN, ir jų palikuonims nebebus šios mutacijos “, - sako laboratorijos genetikė Olga Shchagina.
- „Salik.biz“
Ji vadovauja Medicininių genetinių tyrimų centro (MGSC) molekulinės genetinės diagnostikos laboratorijai. Būtent čia, Rusijos medicinos genetikos šventojoje šventykloje, dekoduojami rusų genomai, kad jų DNR rastų laiko bomba. Laboratorija užima du Maskvos valstybinio mokslo centro aukštus ir susideda iš kelių izoliuotų kambarių. Biologiniai mėginiai, paimti iš paciento (dažniausiai kraujo), praeis pro kiekvieną iš jų, kol gydytojas sužinos, kas yra paslėpta genuose.
DNR debesis
Pirmiausia laboratorijos darbuotojai išskiria DNR iš ląstelių branduolio, į kraują pridėdami medžiagų, kurios sunaikina ląstelių membraną. Gauta DNR yra išvaloma iš skilimo produktų, naudojant izopropilą ir etilo alkoholį.
„Palaukite, dabar jūs viską pamatysite“, - šypsosi Shchagina, švelniai siūbuodama mažą mėgintuvėlį bespalvio alkoholio tirpalu.
Iš sklandžių ritminių judesių mėgintuvėlio viduryje susidaro nedidelis baltas debesis.
Reklaminis vaizdo įrašas:
„Tai yra DNR. Jis yra bespalvis, bet tik taip mes galime tai pamatyti akimirką “, - aiškina ji.
Mano bandymai nufotografuoti spiralę nesėkmingi, debesis dingsta taip greitai, kaip susiformavo. Mėgintuvėlis su skaidriu skysčiu ir jame esančia rūgštimi perduodamas į centrifugą, kuri atskirtų biologinę molekulę nuo alkoholių.
Spontaniniai cheminiai DNR struktūros pokyčiai lemia mutacijas / Depositphotos / rob3000.
Padauginkite ir perskaitykite
Po kelių minučių laboratorijos darbuotojai iš centrifugos išima mėgintuvėlius su išgryninta DNR ir nuneša juos į kitą kambarį, kur molekulė bus padauginta, pažymėta ir nuvežta į tokią būseną, kur ją galima perskaityti sekvencine įranga - genomo šifravimo mašina.
„Jei norime perskaityti nedidelį geno gabalą, tada darome Sangerio seką. Beje, būtent tokiu būdu 2003 m. Pirmiausia buvo iššifruota žmogaus DNR seka. Mes suskaidome geną į mažus fragmentus, paskleidžiame juos naudodami polimerazės grandininę reakciją ir gauname labai daug kopijų tyrimams. Šis metodas veikia, kai suprantame, kur ieškoti. Pavyzdžiui, yra žinoma, kad fenilketonuriją 95 procentais atvejų sukelia PAH geno mutacija. Jei jums reikia perskaityti kelis genus vienu metu ar net visą genomą, tada naudojama naujos kartos seka “, - sako Shchagina.
Keli maži pilki įrenginiai su įmontuotais ekranais erdviame kambaryje pirmame MGNT aukšte yra naujausios kartos seka. Juos valdo trapi Olga Mironovič, Maskvos valstybinio mokslo centro DNR diagnostikos laboratorijos tyrėja
„Maišome reagentus su paruoštais DNR mėginiais, įstatome juos į sekvencinę medžiagą ir įdedame ten specialią mikroschemą. Reagentai ir DNR perkeliami į lustą, ir visa tai fotografuojama daug, daug kartų. Programinė įranga paverčia užfiksuotus vaizdus į duomenis, kuriuos galima perskaityti ir interpretuoti. Mironovičius atsargiai uždaro prietaiso dangtį ir paleidžia sekventorių.
„Ši DNR bus iššifruota per dvidešimt vieną valandą. Tuomet bioinformatika aiškins rezultatus “, - priduria ji.
Išmoko skaityti, bet ne visada supranta
„Egzo, ty genų, atsakingų už baltymų kodavimą, analizė užtrunka mažiausiai tris savaites. Tai yra, jei visais etapais viskas klostėsi gerai ir iš klinikinės istorijos daugiau ar mažiau aišku, ko reikia ieškoti. Rusijoje ir visame pasaulyje nėra daug specialistų, kurie suprastų iššifruotus genus “, - aiškina genetikė Oksana Ryžkova, Maskvos valstybinio mokslinio centro Bendro naudojimo centro vadovė.
Tik ji ir jos darbuotojai gauna duomenis iš sekatoriaus, kai jis baigia dirbti.
„Žiūrėk, turiu savo kompiuteryje paciento klinikinio egzomo dekodavimo rezultatus - 6300 genų, kurių patogeniniai variantai lemia paveldimų ligų vystymąsi. Tai yra pokyčiai, nustatyti palyginti su pamatiniu genomu (genomo standartu, kurį mokslininkai sudarė kaip bendrą genetinio kodo pavyzdį). Iš viso 13 129 pakeitimai. Labai sunku išsiaiškinti, kuri iš šių galimybių yra ligos priežastis. Todėl jungiamės prie tarptautinių duomenų bazių, kuriose išdėstomi tiek patogeniniai genų variantai, tiek susijusios ligos, ir variantai, apibūdinami kaip gerybiniai, nesukeliantys klinikinių apraiškų, ir palyginkime mūsų variantus su jais. Po „filtravimo“pagal patogeniškumą, atsiradimo dažnį ir daugelio kitų etapo lieka 15–30 pokyčių. Toliau analizuosime juos kiek įmanoma išsamiau,naudodamiesi papildomomis duomenų bazėmis ir programomis patogeniškumui nustatyti, skaitykite straipsnius, palyginkite paciento simptomus su aprašytais literatūroje. Tik po to galime daryti išvadą, kuris variantas sukėlė ligą “, - patikslina Ryzhkova.
Kaip nustatomos paveldimos ligos
Jei nepakanka duomenų apie tariamą kaltininko geną, tada genetikai pagalbos kreipiasi į genetikų mokslininkus. Mokslininkų komanda iš Maskvos valstybinio mokslinio centro Funkcinės genomikos laboratorijos, modeliuojanti įvairius gyvų organizmų mutacijų variantus, įrodo arba paneigia hipotezes dėl genų, atsakingų už tam tikras ligas.
Tokių tyrimų metu mokslininkai atranda naujų genetinių ryšių.
„Kiekvienais metais mes aprašome apie keliolika naujų genų, atsakingų už paveldimas ligas. Visai neseniai buvo išsiaiškinta, kad KIAA1019 geno mutacija sukelia vaisiaus vystymosi sutrikimus, nesuderinamus su gyvenimu. Pora, kurios trys nėštumai buvo nutraukti ankstyvosiose stadijose, atvyko į MGNC. Mes sekvenavome vaisiaus DNR ir radome naujas mutacijas visiškai neištirtame KIAA1019 gene. Atlikdami eksperimentus su ląstelių linijomis, jie įrodė, kad tėvų aptiktos mutacijos sąlygoja visišką KIAA1019 geno suskaidymą, o tai sukelia daugybinius vaisiaus apsigimimus. Ir kai mutacija yra žinoma, ja galima manipuliuoti. Kitą nėštumą gydytojai atliko ankstyvą prenatalinę diagnozę, vaisius pasirodė esąs tik vieno geno mutacijos nešiotojas. Tai reiškia, kad šioje šeimoje gims visiškai sveikas vaikas. Jei mutacija atsirado iš abiejų tėvųnėštumas būtų buvęs nutrauktas “, - sako Michail Skoblov, funkcinės genomikos laboratorijos vadovas.
Skoblovas įsitikinęs, kad medicininės genetikos ateitis priklauso būtent nuo paveldimų genetinių ligų prevencijos. Patys pacientai laikosi panašių nuomonių. Anot visos Rusijos našlaičių ligų draugijos pirmininkės Irinos Myasnikovos, genetines problemas turinčioms šeimoms turėtų būti sudaryta galimybė atlikti nemokamą ikigestacinę ir prenatalinę diagnostiką.
„Tokios diagnostikos ir paveldimų ligų pacientų gydymo kaina yra nepalyginamos. Tai naudinga visiems: ir valstybei, nes nereikia išleisti lėšų terapijai, ir šeimoms, nes jie turės sveikus vaikus “, - reziumuoja M. Myasnikova.
Alfiya Enikeeva