Что такое фармакогенетика?
Окружающая среда, диета и общее состояние здоровья человека могут влиять на то, как он реагирует на лекарства. Но еще одним ключевым фактором являются гены. Изучение того, как люди по-разному реагируют на лекарства из-за их генетического наследования, называется фармакогенетикой. Термин был составлен из слов фармакология (изучение того, как наркотики действуют в организме) и генетика (изучение того, как наследуются признаки).
Фармакогенетические исследования: путь к персонализированной медицине
Прежде чем врачи начнут распределять лекарства таким персонализированным способом, необходимо проделать большую работу. Ключевой задачей для исследователей фармакогенетики является выявление всех белков, с которыми встречаются лекарства в организме, и определение того, как эти белки варьируются от человека к человеку. В ходе этого исследователи должны тщательно изучить гены, которые кодируют эти белки, чтобы определить основу для белковых различий. Ученые также должны определить, какие гены способствуют заболеваниям, таким как рак, болезни сердца или астма. Выявление таких генов предоставит ученым арсенал хороших целей для будущих лекарств.
Изучать гены
Некоторые исследователи фармакогенетики изучают множество различных генов, без предвзятых представлений об их роли в ответной реакции на лекарства. В этом сценарии ученые просто ищут очень незначительные генетические различия. Подавляющее большинство (99, 9 процента) всей человеческой ДНК одинаково от человека к человеку. Только одна десятая процента уникальна. Тем не менее, эти небольшие различия в ДНК являются основной детерминантой того, кем мы являемся - почему мы можем выглядеть и действовать по-разному, как наш организм усваивает лекарства и болезни, к которым мы склонны. Один тип небольшого генетического различия между людьми называется однонуклеотидным полиморфизмом, или «SNP». По причинам, которые ученые не до конца понимают, некоторые гены содержат гораздо больше «естественных» вариаций - и, следовательно, гораздо больше SNP - чем другие.
Почему это имеет значение? Может быть так, что определенные SNP являются признаком «чувствительности» к определенному лекарству или даже предвестником болезни. Например, один конкретный белок в организме - фермент, который жует пищевые жиры - связан с сердечными заболеваниями. Ген, который кодирует этот конкретный белок, также загружен SNP. Ученые не могут быть уверены, что какой-либо или все SNP в этом гене или любая другая сигнализируют о предрасположенности к заболеванию. Тщательно проведенное исследование - единственный хороший способ создать или разорвать эти подозрительные связи.
Изучение клеток
Еще один способ, которым ученые могут задавать вопросы о фармакогенетике и отвечать на них, - это использование животных и клеточных моделей. Генно-инженерные мыши или клетки, выращенные в чашках Петри, являются популярным инструментом для исследователей. При таком подходе ученые вводят эквивалент изменения правописания в ДНК генов, которые они хотят изучать, а затем включают измененные гены в экспериментальные клетки или животных. Затем такие исследователи смотрят, какие изменения произошли в физиологии мышей или в характеристиках роста клеточных культур, если таковые имеются. Такие подходы часто дают ключи к определению целей для лекарств у людей.
Изучать людей
Наконец, исследователи фармакогенетики могут определить цели для лекарств, изучая гены группы людей - семьи, группы пациентов или не связанных между собой людей - которые реагируют на лекарство необычным или отличительным образом. Возможно, тела этих людей разрушают лекарство очень быстро или очень медленно по сравнению с другими. Ключи к тому, почему эти люди реагируют определенным образом на лекарства, могут быть выявлены путем поиска изменений в ДНК каждого члена этой группы. В конечном счете, возможно, что эти люди обладают определенной формой белка, участвующего в «обращении» с наркотиками.
Ярким, реальным примером этого является реакция больных раком на конкретный препарат против лейкемии. Некоторые из этих пациентов, многие из которых являются маленькими детьми, очень быстро выходят из строя или «метаболизируют» этот препарат и поэтому нуждаются в дополнительных лекарствах, чтобы остановить рост своего рака. Другие метаболизируют препарат очень медленно - этим пациентам следует назначать гораздо меньше лекарств, потому что препараты против лейкемии могут иметь опасные побочные эффекты и даже убить их. Фармакогенетические исследования показали, что простой анализ крови, данный этим пациентам заблаговременно - в котором лаборатория может «прочитать» последовательность определенного дефектного гена, участвующего в метаболизме лекарств, - может точно предсказать, сколько лекарств они должны получить.
Роль NIGMS в поддержке исследований фармакогенетики
Национальный институт общих медицинских наук (NIGMS) возглавляет усилия NIH по стимулированию фармакогенетических исследований. Часть этих усилий включает выделение денег для финансирования больших совместных исследовательских групп, которые будут проводить фармакогенетические исследования. NIGMS также поощряет разработку общедоступной базы данных, которая будет содержать фундаментальные результаты фармакогенетики таких исследований.
Основная цель этой общедоступной базы данных по фармакогенетике - помочь ученым сопоставить генетические вариации («генотипы») с функциональными результатами («фенотипами»), например, какие лекарства работают или не работают для определенных людей. Как своего рода «библиотека» данных, база данных будет очень важным инструментом для будущих исследований и лечения.
Национальный институт общих медицинских наук является одним из национальных институтов здравоохранения Министерства здравоохранения и социальных служб США. Поддерживая фундаментальные биомедицинские исследования и обучение по всей стране, NIGMS закладывает основу для достижений в диагностике, лечении и профилактике заболеваний.
