Понимание взаимодействия генов является ключом к персонализированной медицине

Авторы нового исследования утверждают, что все еще существует проблема выделения информации из генома о состоянии здоровья человека в будущем. Частично причина может заключаться в том, что гены взаимодействуют друг с другом, чтобы модифицировать наследование признаков способами, которые не совсем понятны. Данное исследование было опубликовано в журнале Cell.

«Все данные о секвенировании генома подчеркивают сложность наследования генетики человека. Простая идея о единственном гене, ведущем к одной болезни, скорее будет исключением, чем правилом», — говорит профессор Бренда Эндрюс (Brenda Andrews), директор Центра Донелли клеточных и биомолекулярных исследований (Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research).

Актуальность проблемы

Исследования геномных взаимосвязей, которые сканируют геномы пациентов и сравнивают их с генами здоровых людей, обнаружили тысячи мутаций, генетических вариантов, которые распространены при заболевании. Огромное генетическое разнообразие в человеческой популяции также влияет на наследование признаков.

«Было бы проще, если бы одна конкретная мутация всегда приводила к заболеванию X, но это не так. Понять эффект комбинаций вариантов действительно сложно. Мы подозреваем, что именно определенные наборы мутаций действительно влияют на то, каким будет исход болезни в личном геноме», — говорит Майкл Костанцо (Michael Costanzo), сотрудник лаборатории Буна (Boone’s lab) и один из авторов исследования.

Большинству методов анализа генома не хватает статистических данных, чтобы уверенно выявить множество генов, лежащих в основе заболевания.

Материалы и методы исследования

Благодаря CRISPR — инструменту редактирования генов стало возможным легко отключить гены человека в любой комбинации. Хотя пока нет доступной карты для всего генома, ранняя работа показывает, что те же принципы, которые были обнаружены в модельных организмах (у дрожжей), также применимы к генам человека. Это уже помогает выявить функции менее изученных человеческих генов и их связь с болезнью.

Выводы

Знание того, как гены взаимодействуют, позволяет разработать селективные препараты при раковых заболеваниях, которые убивают только больные клетки и оставляют здоровые клетки целыми и невредимыми.

«Рак — это генетическое заболевание и, в конечном счете, генетическое связывание раковой клетки является продуктом мутаций, которые происходят в ее геноме, и мы хотим понять это. С CRISPR мы можем начать систематически составлять карту того, как гены взаимодействуют в линиях раковых клеток», — говорит Джейсон Моффат (Jason Moffat).

Эта работа поможет выявить различные лекарственные мишени для разных форм заболевания, считают авторы исследования. Цель состоит в том, чтобы найти лекарственное средство, которое взаимодействует с мутацией. Препарат тогда убивал бы «больные» клетки более точно и с меньшими побочными эффектами, чем химиотерапия или лучевая терапия.

Знание генетических взаимодействий также поможет пролить свет на то, почему так много одобренных противораковых препаратов действуют только на некоторых пациентов, а не на других.

«Мы больше не можем думать о генах в изоляции. Мы должны начать рассматривать варианты нескольких генов как основной компонент генетического заболевания, потому что эти комбинации будут отличаться для разных людей, и эти конкретные комбинации могут не только сильно повлиять на восприимчивость к болезням, но они, вероятно, будут диктовать новые индивидуальные методы лечения», — говорит старший автор исследования Чарльз Бун (Charles Boone).

Авторы другого исследования установили, что определенный вид лабораторных мышей поможет пролить свет в изучении рака желудка человека.