Genetika v medicíně

Genetika hraje v medicíně obrovskou roli ve všech oborech

Přinášíme rozhovor s přední genetičkou Oddělení lékařské genetiky Fakultní nemocníce v Brně RNDr. Ivetou Valáškovou, Ph.D. Toto pracoviště ročně vyšetří přes tři tisíce pacientů a specializuje se na genetické vyšetření v rodinách s podezřením na dědičné nádorové syndromy.

RNDr. Iveta Valášková, Ph.D.: „Genetika vstoupila do všech oborů a v medicíně hraje obrovskou roli.“

Genetika v medicíněMolekulární genetička RNDr. Iveta Valášková, Ph.D., vystudovala biologii na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity, kde se specializovala na genetiku. Na Oddělení lékařské genetiky FN Brno pracuje přes 20 let, v současné době je vedoucí laboratoří, zabývá se monogenními chorobami, navrhuje analýzy a hledá nové podněty pro výzkum.

Za svoji profesní kariéru zaznamenala obrovský rozvoj genetiky, mladého a dynamicky se rozvíjejícího oboru, který ji nepřestal fascinovat.

Jak dlouhou má Oddělení lékařské genetiky FN Brno tradici?

Obor lékařská genetika vznikl v ČR v roce 1967, historie našeho pracoviště sahá do 70. let minulého století a bylo jedno z prvních v ČR, navázalo na činnost Výzkumného ústavu pediatrického v areálu Dětské nemocnice. Začínalo se konzultacemi a cytogenetickými vyšetřeními, od počátku 90. let provádíme také molekulárně-genetická vyšetření.

V čem se tyto dva postupy liší?

Genetická informace je uložena v DNA, ta je smotána pomocí bílkovin do chromozomů, kterých má člověk v jádře buněk 23 párů (polovinu od matky, polovinu od otce). Cytogenetici se pomocí světelných mikroskopů dívají na chromosomy a sledují, jestli je jich správný počet a mají správnou strukturu.

Někdy na chromosomech můžou být různé přestavby, které naruší genetickou výbavu, což vede často k vážným a obtížně léčitelným onemocněním. Molekulární genetika již detailně zkoumá DNA a má postupy, kterými se snaží zjistit změny přímo ve struktuře DNA. Naše genetická informace je ukrytá v sekvencích DNA, tedy v tom, jak jsou za sebou řazeny čtyři základní stavební kameny DNA.

Základem vybavení každé molekulárně-genetické laboratoře jsou termocyklery, na kterých probíhá tzv. polymerázová řetězová reakce, PCR. Díky tomuto postupu si vymezíme úsek DNA, který chceme analyzovat, namnožíme si ho a u pacientů hledáme sekvenční změny v jejich DNA pomocí širokého spektra molekulárně genetických metod.

Často provádíme velmi složité metodické postupy a využíváme k tomu moderní technologie. Zatímco dříve jsme v laboratoři pipetovali, dnes sedíme u počítačů, analyzujeme a interpretujeme výsledky, což je vzhledem k dnešním technologickým možnostem mnohdy velmi náročné. Vyžaduje to neustálé studium a orientaci v aktuálních poznatcích našeho oboru.

Převzato z tiskového servisu FN Brno

Oddělení lékařské genetiky patří k největším pracovištím svého druhu v České republice. Kolik pacientů zde ročně vyšetříte?

Genetika v medicíněPacientů, kteří jsou molekulárně-geneticky vyšetřeni, je přes 3000 ročně, zhruba stejný počet pacientů vyšetříme cytogeneticky. Specializovaná vyšetření provádíme především pro pacienty z jižní Moravy, ale často i z dalších částí republiky.

Zkoumáme geny asociované s určitými chorobami, přičemž hledáme vždy patologickou variantu v DNA zodpovědnou za onemocnění. Zaměřujeme se na prevenci dědičných onemocnění (např. vrozené a získané chromosomové aberace, vrozené vývojové vady a monogenně podmíněná onemocnění).

Specializujeme se na genetické poradenství v rodinách s podezřením na dědičné nádorové syndromy. Jako jediní v republice vyšetřujeme maligní hypertermii, Rendu-Osler-Weberův syndrom (hereditární hemorrhagická teleangiektázie (HHT), retinoblastom a další, a to i pro některé okolní státy.

Společně s Ústavem biologie a lékařské genetiky 2. LF UK a FN Motol provádíme genetické vyšetření při novorozeneckém screeningu cystické fibrózy.

Na našem oddělení se věnujeme výhradně lékařské genetice, mimo tuto oblast nabízíme pouze placenou službu určení otcovství, příp. příbuzenského vztahu. Když se v jedné vesnici vyskytne u více lidí vzácné onemocnění, pátráme po jejich společném původu.

Jaké stupně prevence genetických onemocnění nabízíte?

Na pracovišti lékařské genetiky vyšetřujeme především rodiny, kde je již známá genetická zátěž nebo na ni vzniká podezření. V první fázi probíhá poradenství – konzultace s klinickými genetiky, kteří stanoví, na co by se podle rodinné či osobní anamnézy mělo vyšetření zaměřit.

Existuje prevence před otěhotněním, prenatální, postnatální a samozřejmě v kterémkoli období života, protože některé choroby mají nástup v pozdějším nebo dospělém věku. Pacienti s dědičnou nemocí mohou vyžadovat velmi široké spektrum zdravotních služeb, proto je lékařská genetika oborem široce interdisciplinárním.

Asi by mi dělalo problém najít kliniku či medicínskou specializaci, se kterou nespolupracujeme, protože příčina nemocí se hledá v DNA čím dál častěji.

Jak se dělá prenatální prevence?

Tato prevence se děje často na základě doporučení gynekologů, dále u maminek, které překročí nejlepší reprodukční věk (mají nad 37 let), případně u těhotných žen, v jejichž rodině se již geneticky podmíněné onemocnění objevilo. Opět zahajujeme nabídkou genetického poradenství. Testování v prenatální diagnostice může být invazivní nebo neinvazivní.

Abychom se dostali ke genetickému materiálu plodu, je proveden odběr choriových klků nebo plodové vody, ale pro mnohá vyšetření můžeme odebrat jen krev matky. V její plazmě koluje volná DNA plodu, kterou jsme schopni vyšetřit. Z krve matky např. analyzujeme aneuploidie – chyby v počtu chromozomů, ale i strukturní změny chromozomů, Rh faktor plodu, pohlaví plodu, některé monogenní choroby, tedy choroby zapříčiněné fatální změnou jednoho genu, konkrétně např. achondroplázii.

Převzato z tiskového servisu FN Brno

K čemu slouží výsledky genetických vyšetření?

Molekulární vyšetření potvrdí nebo upřesní diagnózu. Dokáže odhalit přenašeče dispozice k dědičnému onemocnění, protože je celá řada tzv. recesivně dědičných onemocnění, kdy má člověk jednu alelu genu s chybou a druhou v pořádku, příznaky se u něj neprojeví, ale je přenašečem dispozice pro tuto nemoc.

Když se pak setkají dva přenašeči stejné choroby, pak je pětadvacetiprocentní riziko, že jejich dítě bude nemocné. Když víme, že se v rodině vyskytlo recesivně dědičné onemocnění, vytipujeme potenciální přenašeče a nabízíme jim cílené molekulárně genetické vyšetření. Zaměřujeme se na vyšetření s ohledem na volbu vhodné léčby, protože určité geny mohou ovlivňovat metabolismus léků.

Také k nám přicházejí lidé, kteří v rodině žádnou zátěž nemají, ale chtějí se nechat vyšetřit preventivně, obvykle před plánovaným rodičovstvím.

Dlouhodobě se zaměřujete na prevenci dědičných vzácných onemocnění. Je tedy v populaci menší množství genetických onemocnění?

Počet nemocí je stabilní. Z hlediska genetiky populací ubývá přenašečů v populaci jen minimálně a dokonce čím méně je recesivních homozygotů, tím relativně více je přenašečů. Trvalo by stovky generací, aby se v populaci znatelně snížila četnost té škodlivé alely. Tady jde spíš jen o to, že díky znalostem a obecnému povědomí a samozřejmě prenatální diagnostice se narodí méně postižených.

Je to díky tomu, že u těchto chorob byl odhalen genetický základ a jsou již dlouhodobě vyšetřovány prenatálně. Snižuje se např. počet onemocnění cystickou fibrózou, dříve se uváděla prevalence jedno na tři tisíce dětí, dnes připadá jeden pacient s cystickou fibrózou na 6500 zdravých narozených dětí.

Díky tomu se také snižuje i počet přenašečů dispozice k těmto nemocem, ale stále je mnoho nemocí, u nichž sami rodiče nejsou nosiči, ale jejich dítě nemocné je – změna tedy vznikne, až když se tvoří gameta. Zároveň se také posunul reprodukční věk, což také nese genetická rizika. U žen s vyšším věkem existují větší rizika aneuploidií u potomků a u starších tatínků zase riziko vzniku některých genových chorob u jejich dětí.

Genetika je poměrně mladá disciplína, ale velice rychle se rozvíjí…

Základy genetiky položil Mendel už před více než 150 lety, ale genetika se jako obor začala etablovat až kolem roku 1900. Struktura DNA byla objevena v roce 1953. V zemích komunistického bloku byla genetika nejprve považována za pavědu, až v 60. letech se to změnilo a genetika se začala vyučovat na vysokých školách.

V roce 1990 byl započat projekt přečtení celé lidské DNA (lidského genomu), do té doby bylo prováděno pouze sekvenování jednotlivých úseků DNA. Lidský genom byl přečten až v roce 2003, tedy po 13 letech. Tenkrát ale nebyly takové technologie jako dnes, kdy současné sekvenátory mají velkou kapacitu a citlivost, lidskou DNA tak přečteme během pár hodin. Přečtení lidského genomu tehdy stálo USA tři miliardy dolarů, dnes vyjde asi na 1000 dolarů. Náš obor se díky novým technologiím neuvěřitelně rychle vyvíjí.

Genetika vstoupila do všech oborů a v medicíně hraje obrovskou roli. V roce 2010 vyšla kniha Francise S. Collinse Language of Life, kde její autor vyjádřil názor, že to nebude trvat dlouho a součástí naší zdravotní dokumentace bude celá zakódovaná DNA. Tak uvidíme, zda se to naplní.

Jaké jsou aktuální výzvy genetiky jako oboru?

Přečíst lidskou DNA trvalo 13 let, ale interpretovat ji tak, abychom měli jistotu, jakou funkci mají všechny geny, bude trvat ještě dlouho… Člověk má okolo 20 500 genů, což není moc, je to míň, než má laboratorní myš, a přesto lidské buňky s touto výbavou dokážou vystavět takto složitý organismus.

Geny zabírají v našem genomu pouze 1,5 procenta veškeré DNA, takže se zdálo, že zbylých 98,5 % je jen jakási „odpadní“ DNA, ve které není zapsána žádná genetická informace. Současný výzkum však ukazuje, že tyto oblasti ovlivňují, jak se nám geny vyjádří, jsou tedy zřejmě velice důležité.

Pan profesor Václav Pačes, bývalý předseda Akademie věd, říkal, že právě v těch nekódujících oblastech je ukryto „člověčenství“ a ukazuje se, že je to pravda. Jiný citát zase přirovnává geny ke klaviatuře, kde o tom, co na ni zahrajeme, zda jen „Ovčáci čtveráci“ nebo „klavírní koncert“, rozhodují právě mimogenové (nekódující) oblasti, a proto jich má člověk tolik.

Jak dlouhá je DNA?

DNA je molekula řetězce nukleotidů, které jsou složeny z cukru deoxyribózy, fosfátové skupiny a čtyř dusíkatých bází. Těchto bází je v DNA 6400 miliard a podle toho, jak jsou seřazeny, je zapsaná genetická informace. V každé buňce je vlákno DNA o délce dvou metrů.

Lze říct, že DNA je paměť lidského rodu?

V DNA je o nás napsáno téměř všechno. Můžeme říct, že je to paměť všech živých organismů – jsou tam sekvence, které vypovídají o tom, jak probíhala evoluce. Na úrovni DNA můžeme zjišťovat náš původ stovky tisíc let zpátky. DNA má paměť o obrovské kapacitě.

Geneticky je zjištěno, že všichni pocházíme z jednoho prapředka, tzv. mitochondriální Evy, a přitom z hlediska molekulární genetiky se každý člověk v genetické informaci liší od jiného člověka asi ve třech milionech míst na DNA. Každý člověk na světě je tak svou genetickou výbavou jedinečnou bytostí.

Co říci na závěr?

Zatímco v 19. století byly objeveny základní principy dědičnosti a 20. století zaznamenalo rozvoj genetiky ve všech různých oblastech, 21. století je a bezpochyby bude stoletím genetiky člověka. Je příjemné být u toho a pracovat na Oddělení lékařské genetiky.

Převzato z tiskového servisu FN Brno

Zprávy redaktorů

Zprávy redaktorů [ View all posts ]

Jdi na vrch
%d blogerům se to líbí: