Kas ir farmakoģenētika?
Cilvēka vide, uzturs un vispārējais veselības stāvoklis var ietekmēt viņa reakciju uz zālēm. Bet vēl viens svarīgs faktors ir gēni. Pētījumu par to, kā cilvēki atšķirīgi reaģē uz zālēm to ģenētiskās pārmantojamības dēļ, sauc par farmakoģenētiku. Šis termins ir salikts no vārdiem farmakoloģija (pētījums par zāļu darbību organismā) un ģenētika (pētījums par to, kā pazīmes tiek iedzimtas).
Farmakoģenētikas pētījumi: ceļš uz personalizētu medicīnu
Pirms ārsti var sākt izdalīt medikamentus tik personalizētā veidā, ir jāpaveic daudz darba. Farmakoģenētikas pētnieku galvenais uzdevums ir precīzi noteikt visus proteīnus, ar kuriem zāles sastopas organismā, un noteikt, kā šie proteīni dažādiem cilvēkiem atšķiras. To darot, pētniekiem ir rūpīgi jāpārbauda gēni, kas kodē šīs olbaltumvielas, lai noteiktu olbaltumvielu atšķirību pamatu. Zinātniekiem ir arī jānosaka, kuri gēni veicina tādas slimības kā vēzis, sirds slimības vai astma. Šādu gēnu identificēšana zinātniekiem nodrošinās labu mērķu arsenālu nākotnes zālēm.
Pētot gēnus
Daži farmakoģenētikas pētnieki pēta daudz dažādu gēnu, bez priekšstatiem par viņu lomu zāļu reakcijā. Šajā scenārijā zinātnieki vienkārši meklē arvien tik mazas ģenētiskās atšķirības. Lielākā daļa (99, 9 procenti) visu cilvēka DNS ir identiski katram cilvēkam. Tikai viena procenta desmitdaļa ir unikāla. Tomēr šīs mazās DNS atšķirības ir noteicošais faktors tam, kas mēs esam - kāpēc mēs varam izskatīties un rīkoties tik atšķirīgi, kā mūsu ķermenis metabolizē zāles un kādas slimības mums ir pakļautas. Viena veida nelielas ģenētiskas atšķirības starp cilvēkiem sauc par viena nukleotīda polimorfismu jeb SNP. Iemeslu dēļ, kas zinātniekiem nav pilnībā saprotami, daži gēni satur daudz vairāk "dabisku" variāciju - tātad daudz vairāk SNP - nekā citi.
Kāpēc tas ir svarīgi? Iespējams, ka daži SNiP ir "jutīguma" pret noteiktām zālēm pazīme vai pat slimības ierosinātājs. Piemēram, viens konkrēts ķermeņa proteīns - ferments, kas sakošļā uztura taukus - ir saistīts ar sirds slimībām. Gēns, kas kodē šo konkrēto olbaltumvielu, arī tiek ielādēts ar SNP. Zinātnieki nevar būt pārliecināti, ka kāds vai visi SNP šajā gēnā vai kāds cits norāda uz uzņēmību pret slimībām. Rūpīgi veiktie pētījumi ir vienīgais labais veids, kā izveidot vai salauzt šīs aizdomās turētās saites.
Pētot šūnas
Vēl viens veids, kā zinātnieki varētu uzdot un atbildēt uz jautājumiem par farmakoģenētiku, ir dzīvnieku un šūnu modeļi. Ģenētiski inženierijas veidotas peles vai šūnas, kas audzētas Petri traukos, ir populāri rīki pētniekiem. Šāda veida pieejā zinātnieki ievieš pareizrakstības izmaiņu ekvivalentu gēnos, kurus viņi vēlas izpētīt, un pēc tam iekļauj mainītos gēnus eksperimentālajās šūnās vai dzīvniekos. Šādi pētnieki pēc tam raugās, lai uzzinātu, kādas ir izmaiņas peļu fizioloģijā vai šūnu kultūru augšanas īpašībās. Šādas pieejas bieži dod norādes uz zāļu mērķu noteikšanu cilvēkiem.
Studējošie cilvēki
Visbeidzot, farmakoģenētikas pētnieki var noteikt zāļu mērķus, izpētot tādu cilvēku kolekcijas gēnus - ģimene, pacientu grupa vai nesaistīti indivīdi, kuri reaģē uz zālēm neparastā vai atšķirīgā veidā. Varbūt šo cilvēku ķermeņi, salīdzinot ar citiem, sadala zāles ļoti ātri vai ļoti lēni. Cēloņus, kāpēc šie cilvēki noteiktā veidā reaģē uz zālēm, var atklāt, meklējot variācijas katra šīs grupas dalībnieka DNS. Galu galā var būt, ka šiem indivīdiem piemīt īpaša olbaltumvielu forma, kas kaut kādā veidā ir iesaistīta narkotiku "apstrādē".
Spilgts, reāls piemērs tam ir vēža slimnieku reakcija uz noteiktām pretleikēmijas zālēm. Daži no šiem pacientiem, no kuriem daudzi ir mazi bērni, ļoti ātri noārdās vai “metabolizējas” šīm zālēm, tāpēc viņiem ir vajadzīgas papildu zāles, lai apturētu viņu vēža augšanu. Citi metabolizē zāles ļoti lēni - šiem pacientiem vajadzētu izrakstīt daudz mazāk zāļu, jo pretleikēmijas zālēm var būt bīstamas blakusparādības un tās pat var nogalināt. Farmakoģenētikas pētījumi parādīja, ka vienkāršs asins analīze, kas šiem pacientiem tiek dota pirms laika - kurā laboratorija var "nolasīt" konkrēta bojātā gēna secību, kas iesaistīta zāļu metabolismā, var precīzi paredzēt, cik daudz zāļu viņiem jāsaņem.
NIGMS loma farmakoģenētikas pētījumu atbalstīšanā
Nacionālais vispārējo medicīnas zinātņu institūts (NIGMS) vada NIH centienus veicināt farmakoģenētikas pētījumus. Daļa no šiem centieniem ir saistīta ar naudas piešķiršanu lielu, sadarbības pētījumu grupu finansēšanai, kas veiks farmakoģenētikas pētījumus. NIGMS arī mudina attīstīt publisku datu bāzi, kurā būs galvenie farmakoģenētikas rezultāti no šādiem pētījumiem.
Šīs farmakoģenētikas publiskās datu bāzes galvenais mērķis ir palīdzēt zinātniekiem saskaņot ģenētiskās variācijas ("genotipus") ar funkcionāliem rezultātiem ("fenotipiem"), piemēram, kuras zāles darbojas vai nedarbojas noteiktiem cilvēkiem. Datu bāze kā datu "bibliotēka" būs ļoti svarīgs turpmāko pētījumu un ārstniecības līdzeklis.
Nacionālais vispārējo medicīnas zinātņu institūts ir viens no ASV Veselības un cilvēku pakalpojumu departamenta Nacionālajiem veselības institūtiem. Atbalstot biomedicīnas pamatpētījumus un apmācību visā valstī, NIGMS izveido pamatu progresam slimību diagnostikā, ārstēšanā un profilaksē.
