Знание-сила, 2008 № 04 (970) - [6]
Михаил Вартбург
Лекарства, «подогнанные» под больного
Ученые-медики все чаще и чаще приходят к выводу, что нет «болезни вообще» - есть конкретный больной с его индивидуальным «генетическим профилем», к которому и нужно «подгонять» лекарство и лечение. А порой, как ни неожиданно это может прозвучать, даже и тестирование. Действительно, специальные исследования показали, что нынешние методы выявления опасности инфаркта много эффективнее для мужчин, чем для женщин. Это различие продолжается и в отношении фармакологии: по каким-то еще неизвестным причинам аспирин эффективнее разжижает кровь у мужчин, чем у женщин (и потому лучше защищает мужчин от инфарктов). А тот факт, что вероятность заболевания инфарктом больше у мужчин, но вероятность смерти от него - у женщин, известен медицине давно.
Вся эта группа фактов (плюс многие аналогичные) вызвана в конечном счете разницей в генах, точнее - даже в хромосомах, потому что, как известно, у мужчин недостает одной женской половой хромосомы с ее многочисленными генами - она у них заменена хромосомой со считанным числом генов. Каким-то загадочным путем это различие приводит к развитию разных репродуктивных органов, что, в свою очередь, влияет на действие гормонов (опять-таки разных у женщин и мужчин), и «на выходе» оказывается, что мужчины и женщины болеют по-разному и лечить их нужно по-разному. Нужен индивидуальный подход к каждому полу.
Впрочем, пол - это пример огромного различия, обусловленного разницей в целую хромосому. Как показывают некоторые исследования, ход болезни и эффективность того или иного лекарства зависят порой от куда меньшей разницы - от ничтожных вариаций в одних и тех же генах. Вот пример. Есть такое лекарство варфарин - антикоагулянт непрямого действия, который блокирует образование в печени определенных факторов свертывания крови, в результате чего концентрация этих компонентов в крови снижается, а процесс ее свертывания замедляется. У нас варфарин именуется «мировым стандартом в медицине», и, вообще говоря, это правильно - с одной оговоркой. Оказывается, если у больного имеются определенные вариации в двух генах, которые участвуют в переработке организмом варфарина, это лекарство для них опасно, а иногда - даже очень опасно. Например, в Америке варфарин принимают 2 миллиона человек в год и примерно 37 тысяч из них вызывают потом «скорую помощь» в связи с обильным кровотечением.
Но и вариации генов - еще не предел «индивидуализации». Серия впечатляющих исследований, проведенных в разных лабораториях мира в 2007 году, показала, что имеется явная корреляция между теми или иными болезнями и «точечными» различиями в ДНК тех или иных людей. Вариации генов - это изменения, затрагивающие большие участки нашей ДНК, потому что гены могут состоять из сотен, тысяч, а то и десятков тысяч звеньев этой молекулы, и всякая, самая небольшая вариация в гене может изменить работу всего гена как целого. Но те «точечные» различия в ДНК, роль которых выявили недавние исследования, - это куда более крохотные различия, которые затрагивают одноединственное звено этой молекулы!
У одного человека в данном месте ДНК может находиться звено (нуклеотид) одного типа, а у другого - звено другого типа. Эти точечные замены получили название «одиночных нуклеотидных полиморфизмов», в просторечии «снипов» (по первым буквам английского названия - SNP). Иными словами, снипы - это точечные отличия в ДНК разных людей. Генетика давно уже установила, что геном человека отличается от генома шимпанзе на 2% (сейчас считается, что несколько больше). А вот друг от друга (по снипам) люди отличаются всего на 0,5% . Но это все равно очень много, ибо нуклеотидов в нашем геноме около 3 миллиардов, и 0,5% от этого числа - это все равно 15 миллионов! А ведь даже двух точечных вариаций достаточно, чтобы создать заметное разнообразие среди людей.
Так что теперь, говоря об «индивидуальном генетическом профиле» человека, мы должны говорить не только о присущих ему половых хромосомах (мужской или женской) и об индивидуальных вариациях его генов, но и о его индивидуальной комбинации снипов. И мы обязаны научиться выявлять эти комбинации с помощью тестов, потому что, как говорят упомянутые выше исследования, каждой такой комбинации соответствует своя вероятность заболеть той или иной болезнью! Иными словами, эти исследования обнаружили корреляцию между индивидуальными комбинациями снипов и вероятностью заболеть одной из сотен (!) наиболее распространенных болезней. Раньше, исследуя целые гены, молекулярная биология уже нашла надежные доказательства связи тех или иных генетических вариаций с некоторыми тяжелыми наследственными болезнями (рак груди, болезнь Хантингтона и т.п.) Но сотни?! Это поражает воображение, и не случайно ведущий международный журнал «Ньюсуик» посвятил этим открытиям центральную статью одного из номеров и назвал их «новой революцией в биологии».
Это, конечно, перебор. Но одна существенная новизна в этом открытии действительно есть. В случае генов связь вариации с болезнью можно объяснить наглядно: вариация в гене ведет к вариации в том белке, который кодируется этим геном, а изменение белка меняет биохимические процессы, в которых он призван участвовать. Многие снипы, однако, расположены во внегенных участках ДНК, которые белки не кодируют, - каким же образом точечное изменение (замена одного нуклеотида на другой) может повлиять на биохимические процессы? Одна из возможностей, о которых говорят авторы новых открытий, связана с так называемыми «малыми молекулами РНК». Обнаруженные несколько лет назад, эти небольшие молекулы, состоящие из пары десятков нуклеотидных звеньев, играют, как оказалось, очень важную роль в работе генов. Цепляясь к продуктам генов, они резко меняют уровень их активности (то есть меру производства того или иного белка) и могут даже совсем выключить тот или иной ген. С другой стороны, существует предположение, что эти малые РНК производятся с внегенной части ДНК, в которой часто расположены снипы! Возможно, что снипы связаны с болезнями через малые РНК.
