Nasledne bolesti i genetika: Pitanje koliki je rizik koji nasleđujemo je veoma komplikovano

Nasledne bolesti proučio je naučnik Arun Durvasula i u svom tekstu za Live Science, objašnjava zašto je odgovor na to pitanje sve samo ne jednostavan.

Tekst o naslednim bolestima i genetskoj predispoziciji prenosimo u celosti.

Sedeći u ordinaciji svoje lekarke, iznenadio sam se kada mi je rekla: „Genetika zapravo nije toliko važna za hronične bolesti.“ Nastavila je: „Način života, ishrana i nivo fizičke aktivnosti određuju da li će neko dobiti srčanu bolest.“

Kao istraživač koji se bavi genetikom bolesti, ne mogu u potpunosti da se ne složim — faktori životnog stila imaju veliku ulogu u tome ko će razviti bolest, a ko neće. Ali, to nije cela priča. Od kada su naučnici 2003. godine mapirali ljudski genom, postalo je jasno da genetika takođe značajno utiče na rizik od bolesti.

Studije koje se bave procenom nasleđivanja bolesti — tj. koliko genetske razlike objašnjavaju razlike u riziku od bolesti — obično pripisuju značajan deo varijacija genetici.
Mutacije širom genoma igraju ulogu u bolestima poput dijabetesa tipa 2, čije nasleđivanje iznosi oko 17%, i šizofrenije, gde taj procenat dostiže oko 80%.
Za razliku od bolesti kao što su Tei-Saks (Tay-Sachs) ili cistična fibroza, koje uzrokuje mutacija jednog jedinog gena, hronične bolesti su obično poligenske, što znači da na njih utiču brojne mutacije u mnogim genima širom genoma.

Svaka složena bolest ima i genetske i faktore sredine koji utiču na njen nastanak. Većina istraživača ove faktore proučava odvojeno zbog tehničkih izazova i nedostatka velikih, ujednačenih baza podataka. Iako su neki razvili metode da prevaziđu te prepreke, one još uvek nisu primenjene na širi spektar bolesti i faktora okruženja.

U našem nedavno objavljenom istraživanju, moj kolega Alkes Prajs (Alkes Price) i ja razvili smo alate koji koriste nove baze podataka kako bi se kvantifikovao zajednički efekat genetskih i faktora sredine na biologiju bolesti.

Aspirin, genetika i rak debelog creva

Da bismo ilustrovali kako interakcije gena i okruženja utiču na bolest, pogledajmo primer upotrebe aspirina i raka debelog creva.

Godine 2001, istraživači iz Centra za istraživanje raka Fred Hačinson (Fred Hutchinson Cancer Research Center) proučavali su kako redovno uzimanje aspirina smanjuje rizik od raka debelog creva. Zapitali su se da li genetske mutacije koje usporavaju razgradnju aspirina u telu — što znači da aspirin duže ostaje prisutan u organizmu — mogu pojačati njegov zaštitni efekat. I bili su u pravu: samo su pacijenti sa sporim metabolizmom aspirina imali smanjen rizik od raka debelog creva, što ukazuje na to da efikasnost leka može zavisiti od genetike osobe.

To postavlja pitanje: kako genetika i različite kombinacije faktora sredine, uključujući lekove koje pacijent uzima, mogu uticati na rizik od bolesti i na to koliko će neki tretman biti efikasan? Koliko slučajeva postoji gde genetske varijacije direktno utiču na efikasnost leka?

Interakcija gena i okruženja u slučaju raka debelog creva i aspirina je neobična. Ona uključuje mutaciju na jednoj lokaciji u genomu koja ima veliki efekat na rizik od bolesti. Poslednjih 25 godina ljudske genetike pokazalo je istraživačima da su ovakve mutacije sa velikim uticajem retke.

Male mutacije, veliki efekti – ali retko

Kada su naučnici 2003. završili mapiranje ljudskog genoma, postojala su velika očekivanja da će otkrivanje genetskih uzroka bolesti brzo dovesti do personalizovanih tretmana. Međutim, stvarnost je bila složenija.

Većina genetskih varijacija koje utiču na rizik od bolesti zapravo imaju veoma male pojedinačne efekte. Na primer, hiljade malih mutacija u DNK mogu zajedno povećati rizik za dijabetes, ali nijedna od njih sama po sebi ne nosi veliki rizik. Da bi se razumela prava priroda genetskog rizika, naučnici moraju da razmatraju te male efekte u celini, kroz poligenske rizike.

Jedan od načina na koji se to radi jeste izračunavanje tzv. poligenskih skorova rizika — brojeva koji sabiraju efekte hiljada malih genetskih varijacija kako bi se predvideo rizik za određenu bolest. Ovi skorovi već se koriste u istraživačkim okruženjima, a neke bolnice počinju da ih uvode i u kliničku praksu za bolesti poput raka dojke i srčanih bolesti.

Ali čak i kod visoko nasledivih bolesti, kao što je šizofrenija, nije moguće predvideti tačno ko će oboleti samo na osnovu genetike. Okruženje, životne navike i sreća i dalje igraju ključne uloge.

Budućnost genetike i medicine

Naše novo istraživanje koristi ogromne baze podataka koje sadrže i genetske informacije i podatke o životnom stilu i navikama velikog broja ljudi. Povezivanjem ovih podataka mogli smo da procenimo kako genetika i okruženje zajedno utiču na rizik od bolesti.

Na primer, otkrili smo da su efekti gojaznosti na zdravlje mnogo izraženiji kod ljudi koji imaju određene genetske predispozicije. Drugim rečima, neki ljudi su genetski osetljiviji na negativne efekte viška telesne mase.

Ova saznanja mogu pomoći lekarima da prilagode savete i tretmane pacijentima. U budućnosti bi lekari mogli da koriste i genetske i faktore sredine kako bi precizno odredili rizik i razvili personalizovane preventivne strategije.

Ipak, da bi se to ostvarilo, potrebno je dalje razvijati metode, prikupljati raznovrsnije podatke i obezbediti etički pristup u korišćenju genetskih informacija.

Zaključak

Dakle, da li genetika određuje rizik od bolesti? Delimično da — ali to nije cela slika. Naša genetika nas može učiniti podložnijim određenim bolestima, ali način na koji živimo, šta jedemo, koliko se krećemo i kakvom smo okruženju izloženi, takođe duboko oblikuju naše zdravlje. Prava snaga leži u razumevanju kako ti faktori deluju zajedno.

Autor teksta
Arun Durvasula, autpr teksta za Live Science je vanredni profesor populacionih nauka na Univerzitetu Južne Kalifornije. Njegova istraživanja fokusirana su na genetsku osnovu složenih osobina i evolutivne sile koje oblikuju genetsku varijabilnost. Diplomirao je biotehnologiju na Univerzitetu Kalifornije u Dejvisu (UC Davis). Doktorirao je ljudsku genetiku 2021. godine na UCLA kao stipendista Nacionalne fondacije za nauku. Nakon toga, radio je kao postdoktorski istraživač na Harvardu.