Возможности и перспективы развития персонализированной медицины для улучшения диагностики и лечения

Роль медицинской генетики в науке действительно в корне изменилась за последние несколько десятков лет. С каждым годом генетические технологии становятся все совершеннее, а стоимость генетических анализов постоянно снижается. В 2020 году стоимость полного секвенирования всего генома составляла не более 1000 долларов.

В 2017 году Роспотребнадзор разработал законопроект о защите генетической информации. Это подтолкнуло компании, работающие на российском рынке ДНК-диагностики, локализовать всю свою деятельность в России: если раньше они отправляли материал для анализа в США и Китай, то теперь закупили оборудование для прочтения геномов и проводят всю работу на месте.

Во всем мире есть проблема дефицита специалистов – лабораторных генетиков, биоинформатиков, а также врачей, способных интерпретировать результаты молекулярно-генетического анализа. Именно кадровый вопрос, скорее всего, станет критической величиной при решении задачи массового охвата населения генетическим скринингом.

Применение персонализированной медицины с генетическим тестированием очень перспективно в области хронических неинфекционных заболеваний. Развитие таких заболеваний происходит лишь при определенном сочетании факторов окружающей среды с генетической предрасположенностью, что делает особо важным анализ информации, скрытой в геноме. К сожалению, генетические мутации необратимы и не меняются в течение жизни, поэтому раннее выявление генетической предрасположенности к болезням позволяет своевременно начать профилактику.

В настоящее время обнаружена связь множества генетических полиморфизмов с развитием сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Например, по данным исследований с применением полногеномного анализа ассоциаций, наследуемость Артериальной гипертонии и Ишемической болезни сердца
составляет 40–50 %. Также ряд исследований установили, что анализ генетических полиморфизмов, ассоциированных с ИБС, дополнительно дает возможность прогнозировать риск развития нарушений ритма сердца, в частности, фибрилляции предсердий, и сердечной недостаточности.

Особые успехи в разработке персонализированной терапии достигнуты в области изучения эпигенетики. Эпигенетика — раздел современной генетики, который изучает то, как наше поведение и окружающая среда влияют на работу наших генов. В отличие от генетических, эпигенетические изменения обратимы. Данный подход используется в ССЗ. Несмотря на то, что ССЗ в большинстве своем являются многофакторными заболеваниями, найти эпигенетические мишени для воздействия возможно и перспективно. В эпигенетике наблюдается настоящий прорыв в контексте стратификации сердечно-сосудистых рисков: установлены связи между различными механизмами изменения ДНК и вероятностью развития многих ССЗ.

Огромную роль играет в персонализированной медицине и здоровье микробиом.

Помимо собственного генома, в организме каждого человека есть и метагеном – генетический материал кишечных микроорганизмов, оказывающих значительное влияние на весь спектр метаболических процессов макроорганизма. Микробиота кишечника представлена преимущественно бактериями. Они участвуют в синтезе витаминов, переваривании некоторых компонентов пищи и контроле гомеостаза в целом. Доказано, что продукты метаболизма этих бактерий способны оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на организм человека. Особое значение в контексте профилактики и терапии хронических заболеваний имеет триметиламин-N-оксид (ТМАО), проатерогенный маркер, образующийся в процессе переваривания продуктов, богатых насыщенными жирами. По данным исследователей, повышение уровня ТМАО в крови коррелирует с повышением риска развития инфаркта миокарда и инсульта! В перспективе ТМАО может стать новым маркером сердечно-сосудистого риска. Также с состоянием здоровья микробиома кишечника тесно связана потребность в витаминах А, В, С, Д, Е, которую тоже можно определить генетическим тестом. Это даёт возможность получить персональные рекомендации по схемам и дозировкам витаминов, приём которых стал особо актуальным и модным в последнее время, особенно с учетом недавней пандемии Ковида.

Существующие генетические технологии активно применяются для поиска новых терапевтических мишеней и разработки инновационных препаратов. В этой области наука уже достигла значительных успехов. Примером могут послужить лекарственные средства, являющиеся молекулами РНК, олигонуклеотидами и многие другие препараты, действующие на процессы транскрипции и трансляции. Недавно FDA в США был одобрен новый гиполипидемический препарат, который представляет собой модифицированную молекулу малой интерферирующей РНК, которая подавляет выработку фермента PCSK9, тем самым повышая количество рецепторов холестерина низкой плотности в печени и снижая его содержание в крови.

Фармакогенетический подход к подбору препаратов для лечения больных занимает все более устойчивые позиции в клинической практике. Учеными и врачами разработаны генетические панели для выявления индивидуальных особенностей действия множества лекарственных средств. Большие успехи получены в онкологии. Препараты, созданные благодаря развитию генетики и эпигенетики, позволяют достичь стойкой ремиссии или даже полного излечения при различных видах рака.

В кардиологии также много фармакогенетических препаратов. Например, наличие мутантных аллелей в гене цитохрома CYP2C19 приводит к нарушению метаболизма клопидогрела, в результате чего снижается его клиническая эффективность. Научные разработки показали важность генетических тестов перед назначением долгосрочного лечения и выбора персональных доз для повышения эффективности и безопасности препаратов. Можно сделать генетические анализы по оценке эффективности лечения, которое назначается после острого инфаркта миокарда или инсульта, у пациентов с артериальной гипертонией, сахарным диабетом, тромбозами, при лечении статинами, антиагрегантами, антикоагулянтами, антибиотиками и другими лекарствами.

Также важно развитие методов персонализированной медицины в области профилактики старения и возраст-зависимых заболеваний.
Биологическое старение ассоциировано с прогрессированием атеросклероза, лежащего в основе большинства ССЗ. Можно сделать генетические анализы для выявления предрасположенности к раннему развитию возрасто-зависимых заболеваний с последующей разработкой персонализированных программ для их профилактики.

Все генетические исследования, предлагаемые для пациентов, подтверждены многолетними научными исследованиями врачей и научных сотрудников – медиков.