Kas yra farmakogenetika?

Asmens aplinka, dieta ir bendra sveikatos būklė visa tai gali įtakoti jo ar jos reakciją į vaistus. Bet kitas svarbus veiksnys yra genai. Tyrimas, kaip žmonės skirtingai reaguoja į vaistus dėl jų genetinio paveldėjimo, vadinamas farmakogenetika. Terminas buvo suskaidytas iš žodžių farmakologija (narkotikų veikimo organizme tyrimas) ir genetikos (bruožų paveldėjimo tyrimas).

Pagrindinis farmakogenetikos tikslas yra suprasti, kaip kieno nors genetinis pagrindas lemia, kaip vaistas veikia jo organizmą, taip pat koks yra galimas šalutinis poveikis. Ateityje farmakogenetikos tyrimų laimėjimai suteiks informacijos, padėsiančios gydytojams gauti žmogui pakankamai vaistų - „personalizuoto vaisto“ praktiką.

Farmakogenetikos tyrimai: kelias į personalizuotą mediciną
Kad gydytojai galėtų pradėti vartoti vaistus tokiu individualizuotu būdu, reikia nuveikti daug. Pagrindinė farmakogenetikos tyrinėtojų užduotis yra tiksliai nustatyti visus baltymus, su kuriais vaistai susiduria organizme, ir nustatyti, kaip šie baltymai skiriasi kiekvienam asmeniui. Vykdydami tai, tyrėjai turi kruopščiai ištirti šiuos baltymus koduojančius genus, kad nustatytų baltymų skirtumų pagrindus. Mokslininkai taip pat turi nustatyti, kurie genai prisideda prie tokių ligų kaip vėžys, širdies ligos ar astma. Identifikavus tokius genus, mokslininkams bus suteiktas gerų taikinių ateities vaistams arsenalas.

Studijuoji genus
Kai kurie farmakogenetikos tyrėjai tiria daugybę skirtingų genų, neturėdami išankstinės nuomonės apie jų vaidmenį reaguojant į vaistus. Pagal šį scenarijų mokslininkai tiesiog ieško vis tiek menkų genetinių skirtumų. Didžioji dauguma (99, 9 proc.) Visų žmogaus DNR yra tapatūs žmonėms. Tik dešimtadalis procento yra išskirtiniai. Vis dėlto šie maži DNR skirtumai lemia tai, kas mes esame - kodėl galime atrodyti ir elgtis taip skirtingai, kaip mūsų kūnas metabolizuoja vaistus ir kokias ligas esame linkę. Vieno tipo nežymus genetinis skirtumas tarp žmonių vadinamas vieno nukleotido polimorfizmu arba „SNP“. Dėl priežasčių, kurias mokslininkai nevisiškai supranta, tam tikruose genuose yra daug daugiau „natūralių“ variacijų - taigi ir daug daugiau SNP, nei kituose.

Kodėl tai svarbu? Gali būti, kad tam tikri SNP yra „jautrumo“ tam tikram vaistui signalas ar net ligos sukėlėjas. Pavyzdžiui, vienas konkretus baltymas organizme - fermentas, kuris kramto maistinius riebalus - buvo susijęs su širdies ligomis. Genas, kuris koduoja šį konkretų baltymą, taip pat būna apkrautas SNP. Mokslininkai negali būti tikri, kad bet kuris ar visi šio geno SNP ar kiti duomenys rodo jautrumą ligoms. Kruopščiai atlikti tyrimai yra vienintelis geras būdas nustatyti ar nutraukti šiuos įtariamus ryšius.

Ląstelių studijavimas
Kitas būdas, kuriuo mokslininkai gali užduoti ir atsakyti į klausimus apie farmakogenetiką, yra gyvūnų ir ląstelių modeliai. Genetiškai modifikuotos pelės arba ląstelės, užaugintos Petri lėkštelėse, yra populiari tyrinėtojų priemonė. Taikydami tokį požiūrį, mokslininkai įveda genų, kuriuos jie nori ištirti, DNR rašybos pokyčių atitikmenis, o paskui pakeistus genus įtraukia į eksperimentines ląsteles ar gyvūnus. Tuomet tokie tyrinėtojai nori sužinoti, kokie buvo pelių fiziologijos ar ląstelių kultūrų augimo ypatybių pokyčiai, jei tokių buvo. Toks požiūris dažnai duoda užuominų nustatant žmonių vaistų tikslus.

Studijuojantys žmonės
Galiausiai, farmakogenetikos tyrinėtojai gali nustatyti vaistų tikslus, ištyrę žmonių, šeimos, pacientų grupės ar nesusijusių asmenų, kurie reaguoja į vaistą neįprastu ar savitu būdu, kolekciją. Galbūt šių žmonių kūnai, palyginti su kitais, labai greitai ar labai lėtai suardo vaistą. Įkalčiai, kodėl šie žmonės tam tikru būdu reaguoja į vaistus, gali būti atskleisti ieškant kiekvieno tos grupės nario DNR variacijų. Galų gale gali būti, kad šie asmenys turi specifinę baltymo formą, kažkaip dalyvaujančią „tvarkant“ narkotikus.

Ryškus, realus to pavyzdys yra vėžiu sergančių pacientų reakcija į tam tikrą vaistą nuo leukemijos. Kai kurie iš šių pacientų, iš kurių daugelis yra maži vaikai, labai greitai suskaido ar „metabolizuoja“ šį vaistą, todėl jiems reikia papildomų vaistų, kad sustabdytų jų vėžio augimą. Kiti vaistą metabolizuoja labai lėtai - šiems pacientams turi būti išrašoma daug mažiau vaistų, nes vaistai nuo leukemijos gali sukelti pavojingą šalutinį poveikį ir netgi gali juos sunaikinti. Farmakogenetikos tyrimai parodė, kad nesunkus šiems pacientams kraujo tyrimas, kurio metu laboratorija gali „nuskaityti“ tam tikro defekto geno, dalyvaujančio vaistų metabolizme, seką, gali tiksliai numatyti, kiek vaistų jie turėtų gauti.

NIGMS vaidmuo remiant farmakogenetikos tyrimus
Nacionalinis bendrųjų medicinos mokslų institutas (NIGMS) vadovauja NIH pastangoms skatinti farmakogenetikos tyrimus. Dalis šių pastangų apima lėšų skyrimą didelėms bendradarbiaujančioms tyrimų grupėms, kurios vykdys farmakogenetikos tyrimus, finansuoti. NIGMS taip pat skatina kurti viešą duomenų bazę, kurioje būtų pagrindiniai tokių tyrimų rezultatų farmakogenetikos rezultatai.

Pagrindinis šios farmakogenetikos viešosios duomenų bazės tikslas yra padėti mokslininkams suderinti genetinius variantus („genotipus“) su funkciniais rezultatais („fenotipais“), pavyzdžiui, kokie vaistai veikia ar neveikia tam tikrus žmones. Kaip duomenų „biblioteka“, duomenų bazė bus labai svarbi būsimų tyrimų ir gydymo priemonė.

Nacionalinis bendrųjų medicinos mokslų institutas yra vienas iš JAV sveikatos ir žmogaus paslaugų departamento nacionalinių sveikatos institutų. Remdamas pagrindinius biomedicininius tyrimus ir mokymus visoje šalyje, NIGMS sukuria pagrindą pažangai diagnozuoti, gydyti ir prevencijai.