Всеукраїнський загальнополітичний освітянський тижневик
Персонал Плюс - всеукраїнський тижневик

Медицина нової ери: персоналізований підхід

Стара мудрість про те, що «слід лікувати не хворобу, а хворого», давно знайома студентам-медикам, але по-справжньому індивідуальною медицина стає тільки зараз, на наших очах.

В ідеалі персоналізована медицина виглядає так: хворий приходить до лікарні і здає аналізи. Потім йде в хід обладнання для «оцифровки» людини: секвенується геном, прочитується транскриптом (дані про те, як працюють гени), протеом («амбарна книга» всіх білків) та інші омі. Все це разом з історією хвороби завантажується в комп'ютер. Хвилина — і алгоритм видає діагноз, рекомендує лікування і прогноз. Лікарям залишається тільки оцінити висновок машини і приступити до терапії.

Сьогодні лікарі та біологи потроху будують той самий «комп'ютер», який зможе виписувати рецепти на основі повного зводу даних про конкретного пацієнта, враховуючи не тільки вік, стать, вагу, але в першу чергу молекулярний «паспорт» тіла. Для того, щоб такий комп'ютер став реальністю, треба пройти ще багато етапів, але дещо працює вже сьогодні.

Колись настане момент, коли на всяку хворобу знайдеться однозначний набір біомаркерів: тоді по декількох аналізів можна буде поставити точний діагноз. Поки такої диво-діагностики для всіх хвороб не існує, але її обіцяють створити люди, які займаються новими науками — оміками: геномікою і протеомікою. В їх завдання входить «оцифрувати і відстежувати» людське тіло: перевести у формат читання дані про гени, їх експресії, мутації, білки, які синтезуються на їх основі, і багато чого іншому.

Молекулярні механізми розвитку пухлин навіть одного типу, як виявилося, дуже різноманітні. Тому навряд чи коли-небудь з'явиться по-справжньому надійний маркер для первинної діагностики раку. Зараз дослідники зосередилися на пошуку прогностичних біомаркерів; вони можуть підказати, коли слід змінити стратегію лікування або допомогти дати прогноз перебігу хвороби.

У таких випадках починають шукати не окремі білки, а їх комбінації, які з'являються в організмі при розвитку певного патологічного процесу. Але щоб полювання на біомаркери було вдалим, потрібно розбиратися в тому, що являють собою знайдені маркери і яка їх роль в організмі.

Ще 10 років тому фахівці з ідентифікації білків в основному займалися дуже витонченим рукоділлям — двовимірним гель-електрофорезом: результати аналізу, як картина, відображалися на гелі, їх треба було фарбувати і порівнювати вручну. Такі технології не можна було просто взяти і перенести в клініку. Коли з'явилися більш прості способи аналізу протеому, на Заході одразу почали підніматися стартапи, які обіцяли експрес-діагностику за профілем білків. Одна компанія пропонувала порівнювати протеом здорової людини і пацієнта і робити висновок про наявність патології, грунтуючись на неподібності двох графіків. При цьому сказати, присутність яких білків вказують неспівпадаючі піки показань приладу, було неможливо. Зачаровані інвестори давали гроші, прилади вироблялися серійно, але лише потім, щоб стати музейними експонатами в найближчі роки.

Але навіть такі не цілком вдалі експерименти рухали протеомиіку вперед. Сьогодні для інвентаризації білків використовуються складні прилади — мас-спектрометри з високою точністю визначення молекулярної маси. Кращі з них були дуже дорогі в експлуатації, але нещодавно були запропоновані прилади такого типу, по суті, в настільному форматі.

Поки протеоміка мешкає в лабораторії, а не в клініці. Щоб читати білки, потрібно не тільки дороге обладнання, але й досвідчені фахівці: найменша помилка в налаштуванні — і машина видає хибні результати. Так само чутливі результати аналізу до правильної статистичної обробки. Тому для того, щоб змусити білки розповідати про пацієнта і всі його хвороби, будуть потрібні дешеві, точні і прості в експлуатації прилади.

У середині 2000-х був запущений міжнародний проект Cancer Genome, в рамках якого зібрали 500 пар рак/норма. Тоді для кожної лінії ракових клітин був складений повний портрет — опис на генному, білковому і клітинному рівні. У процесі роботи над Cancer Genome до вчених прийшло усвідомлення того, що онкологія — дуже індивідуальна річ. Виявилося, що немає двох абсолютно однакових пухлин. Кожна починається з мутацію в клітці пацієнта, тому у кожної пухлини є свій геном — такий само неповторний, як геном кожної окремої людини. Більше того, навіть у межах одного організму набори мутацій в різних клітинах пухлини можуть разюче відрізнятися.

Щоб зрозуміти, як краще всього лікувати рак у конкретного пацієнта, потрібно знайти мутації, що призвели до неконтрольованого росту клітин, і вибрати способи боротьби з ними. Деякі мутації, з високою ймовірністю, що приводять до раку, вже встановлені. Відомо, наприклад, що мутації генів BRCA1 і BRCA2 пов'язані з високим ризиком розвитку спадкового раку молочної залози. Після смерті родички від BRCA-асоційованого раку актриса Анджеліна Джолі зробила генетичний тест і виявила у себе мутацію гена BRCA, після чого зважилася на превентивну операцію. Випадок широко висвітлювався в ЗМІ і чимало послужив зростанню популярності тесту.

Інші мутації, що приводять до раку, поки залишаються невідомими, і тестів на них немає. Пошук таких мутацій — завдання онкогеноміки, ще однієї молодої науки на стику медицини і генетики. Бази даних онкогенів і генів — супресорів пухлин постійно ширяться, а вчені і лікарі намагаються впоратися з накопиченим обсягом даних. Виявивши багатообіцяючу мутацію, потрібно уявити, як саме вона позначається на роботі білків. Для цього існують спеціальні алгоритми-симулятори, однак вони поки що недосконалі, і щоб хоч з якоюсь часткою впевненості судити про роль мутації в організмі, потрібно влаштувати «консиліум» кількох таких алгоритмів.

Тестування на мутації в одиничних генах, наприклад, на BRCA — це так звана «онкологія 1.0». Більш перспективний підхід «2.0» — аналіз десятків, а то і сотень генів відразу. Зіставляючи перелік мутацій пацієнта з базами даних про онкогенах і супрессорів (двома видами генів, порушення експресії яких призводять до раку), вчені вже навчилися складати списки таргетних генів — тих, на які потрібно навести артилерію хіміотерапії.

Іноді не обов'язково заглядати в ДНК, щоб зрозуміти, які гени винні в розвитку захворювання. Можна, наприклад, дивитися не на самі гени, а на індикатори їх експресії — транскриптоми (мРНК і некодируючі РНК). Технологія Oncotype DX дозволяє аналізувати транскриптом, тобто сукупність РНК тканини або клітини, яка говорить про те, які гени активно працюють, і передбачати ризик рецидиву деяких видів раку. Принцип такий: якщо терапія змусила «замовкнути» все онкогени, продуктів їх експресії не буде і в транскриптомі.

Маючи на руках результати тестування Oncotype DX, лікар може приймати рішення і про те, яку призначити хіміотерапію після операції.

У 1970-1980-ті роки пошук препаратів для хіміотерапії нагадував, за висловом член-кореспондента РАН професора Имянитова, який також виступав на Зимовій школі, шаманський танець. Першим лікаи від раку ми зобов'язані нелюдського зброї Другої світової — гірчичному газу. Працюючи з ветеранами війни, які постраждали під час газової атаки, американські вчені виявили, що гірчичний газ можна використовувати для лікування лімфоми. Пізніше — також випадково — в ході пошуків зовсім інших ліків були відкриті інші препарати. Сьогодні рахунок таргетних препаратів йде вже на тисячі, тому їх вибір теж передовіряють комп'ютерним алгоритмам: завантаживши інформацію про клінічно значущі мутації, можна в спеціальних базах даних за фармакогеномікою знайти відповідні препарати.

Що відокремлює нас від світлого майбутнього, в якому персоналізована медицина увійде в повсякденність?

Поки вушком голки, в яке не може пройти персоналізована медицина, щоб увійти в кожну клініку, залишається біоінформаційний аналіз: машини та алгоритми поки недосконалі. Крім того, існує фінансова проблема: нові таргетні препарати зазвичай бувають вкрай дороги, так і генетичні тести коштують не менше. Здати кров на мутації одиничних генів коштує недорого, проте дослідження транскриптому обійдеться не менше ніж в 4 тисячі доларів; повногеномні дослідження можуть коштувати більше 10 000 доларів. І тільки тоді, коли прилади та препарати стануть дешевими і надійними, настане ера персоналізованої медицини, коли кожного пацієнта будуть лікувати від його власної хвороби.

вгору

© «ПЕРСОНАЛ ПЛЮС». Усі права застережено.

Передрук матеріалів тільки за згодою редакції.
При розміщенні матеріалів в Інтернет обов’язкове посилання на сайт видання. Погляди авторів можуть незбігатися з позицією редакції

З усіх питань звертайтеся, будь ласка, gazetapplus@gmail.com