Po co nam badania genetyczne?

Trudne przeżycia, które dla jednych są wzmacniającym doświadczeniem, dla innych mogą stać się przyczyną choroby psychicznej albo depresji. Dlaczego niektórzy z nas zbyt mocno reagują na rzeczywistość i czy można to przewidzieć, robiąc badanie genetyczne?

Rozwój badań genetycznych i wykorzystywane w tej dziedzinie narzędzia, takie jak PCR czy sekwencjonowanie nowej generacji, dostarczają wielu cennych informacji o naszym zdrowiu. Wykorzystywane w profilaktyce pozwalają zapobiec wystąpieniu choroby lub umożliwiają jej wczesną diagnostykę, stanowią także wsparcie dla opracowywania personalizowanych terapii oraz indywidualnych programów prewencyjnych. Szczególnie istotne jest to w onkologii, gdzie czas wykrycia choroby i wdrożenia odpowiedniego leczenia jest kluczowy dla przebiegu terapii. Także w obszarze chorób rzadkich badania genetyczne znacząco skracają odyseję diagnostyczną, która w tej chwili trwa średnio 5 lat. Eksperci zwracają uwagę, że badania genetyczne mają coraz powszechniejsze zastosowanie i mogą być z powodzeniem wykorzystywane w takich dziedzinach jak: immunologia, zaburzenia metaboliczne, choroby sercowo–naczyniowe, a także depresja, z której skalą trudno nam sobie radzić.

Z badania przeprowadzonego w ramach kampanii „Genetyka Ratuje Życie” wynika, że Polacy wciąż kojarzą pojęcie „genetyka” głównie z dziedziczeniem, nauką o DNA, ale nie ze zdrowiem. Blisko połowa nie ma świadomości, w jakich dziedzinach zdrowia można ją wykorzystywać. Co więcej, ok. 17% badanych spotyka się z informacjami, że genetyka jest groźna dla zdrowia. Optymizmem napawa fakt, że aż 82% respondentów wierzy, że w przyszłości badania genetyczne staną się bardziej powszechne.

Dr Michał Seweryn, matematyk z Centrum Analiz, Modelowania i Nauk Obliczeniowych Uniwersytetu Łódzkiego tłumaczy, że odzwierciedlenie programów profilaktycznych, w szczególności tych, w których wykorzystywane są cechy genetyczne widać w danych epidemiologicznych. Pokazują one, że sytuacja w chorobach sercowo-naczyniowych nie zmienia się od lat, a w niektórych statystykach nawet nieznacznie się poprawia. Zwłaszcza tam, gdzie wdrażana jest profilaktyka. Natomiast zaskakująco w górę idą krzywe, pokazujące liczby związane z depresją i chorobami psychoneurologicznymi.

W Wielkiej Brytanii 15 lat temu została wprowadzona w życie inicjatywa o nazwie UK Biobank. Zostało stworzone konsorcjum uniwersytetów w Wielkiej Brytanii i zebrano pół miliona próbek od wolontariuszy. Dzięki temu uzyskano dane fenotypowe dotyczące populacji.

- Tam jest wszystko, począwszy od fenotypów chorobowych, a skończywszy na wszelkich możliwych czynnikach środowiskowych, od ilości wypitej herbaty, po godziny spędzone przed smartfonem. Stamtąd wiemy, że jeżeli zbierzemy dane na temat wszystkich fenotypów chorób, na temat cech antropometrycznych i innych czynników mierzalnych, to możemy zrobić mapę, która odpowiada temu, jak silna jest korelacja genetyczna między pewnymi chorobami czyli wspólna skłonność do wielu chorób, która jest zapisana w genach – tłumaczy dr Seweryn.

To geny silnie wpływają na to, jaki ktoś będzie miał skład ciała przy ustalonych nawykach.  Co więcej z obserwacji i badań wiemy, że są to te same warianty genetyczne, cechy genetyczne, które odpowiadają np. za BMI i za masę beztłuszczową. 

Naukowiec tłumaczy jaki wpływ na nasz organizm ma środowisko, w którym żyjemy.

 - Jakby środowisko było stabilne i genotyp byłby stabilny, to wszystko było by proste. Ale kiedy nagle ten genotyp, którego my kompletnie nie znamy jest stabilny, ale środowisko się zmieniło, to nie wiemy, jaka jest interakcja pomiędzy genotypem a środowiskiem. Jeżeli nie znamy jak zmienia się częstość danego fenotypu, to nie wiemy, jak zmieniające się czynniki środowiskowe będą na to wpływać. A jeśli mamy badanie prospektywne, które jest rozciągnięte w czasie na 15 lat i czynniki środowiskowe się zmieniają, to widzimy, że przy zmianie czynnika środowiskowego, np. większa ilość czasu przy smartfonie, coś się wydarza w rozwoju neurologicznym dziecka. Możemy wówczas coś zrobić, choćby poprzez zmianę programów profilaktycznych.- wyjaśnia Michał Seweryn.

Dr Seweryn zachęca, by robić jak najwięcej badań genetycznych. Po to, by zebrać jak najwięcej danych o społeczeństwie. To pozwoli zidentyfikować choroby, które są dla nas Polaków realne. Wiedza ta da nam możliwość zapobiegania im, poprzez personalizowaną profilaktykę.

- Jeżeli wiem, że jeżeli ktoś ma predyspozycję genetyczną do częstszych chorób infekcyjnych, to już zaczynam się zastanawiać, że może warto by mu było robić testy screeningowe na różne choroby neuropsychiatryczne. Ponieważ znamy już korelacje między genami, które odpowiadają za te choroby. Po prostu, jak się ma pewne warianty genetyczne, to jest większe prawdopodobieństwo pojawienia się niektórych schorzeń. Chyba lepiej to wiedzieć niż zastanawiać się, dlaczego ktoś w wieku 25 lat zachorował na schizofrenię. Albo żeby nie być zaskoczonym w wieku 50-60 lat pierwszymi objawami Parkinsona. Mój problem z polityką zdrowia publicznego jest taki, że my jesteśmy ciągle zaskoczeni, że ktoś zachorował – mówi Michał Seweryn. - Teraz mierzymy się z dużą liczbą dzieci wymagających wsparcia psychiatrycznego. Tymczasem problemy ze zdrowiem psychicznym niejednokrotnie  są skłonnością zapisaną w genach, np. skłonność do depresji. Dzieci nie mają takich objawów depresji jak dorośli, że siedzą i są smutne, tylko np. są drażliwe. Zamiast uważać badania genetyczne za stygmatyzację kogoś, to należałoby uznać je za pomoc.

Mamy w Polsce dane genetyczne 7 tysięcy osób. Zdaniem dra Seweryna możemy wziąć równania wygenerowane na prawie 400 tysiącach Europejczyków i zbadać ryzyko genetyczne depresji dla każdego. Możemy zbadać ryzyko neurotyzmu, uzależnienia od papierosów i wielu innych cech dla każdej osoby.

- Jeśli chodzi o ceny badań, to zmieniła się technologia badań i te ceny są już inne niż jeszcze 15 lat temu. Koszt macierzy genotypującej zaczyna się od 300 zł za osobę i może iść do nawet dwóch tysięcy za osobę w zależności od gęstości (liczby badanych polimorfizmów) – mów prof. Dominik Strapagiel, mikrobiolog, Kierownik Pracowni Biobank w Uniwersytecie Łódzkim, Katedra Biologii Nowotworów i Epigenetyki. Trochę inaczej wyglądają obecne koszty sekwencjonowania nowej generacji, gdzie w reżimie badań naukowych ceny zaczynają się od około 2 tyś zł, za sekwencję egzomów, do około 4-5 tyś za sekwencjonowanie pełnego genomu człowieka.

Jak mówią obaj naukowcy przy wystarczy przebadać ok. 100 tyś, osób w Polsce, by uzyskać dane reprezentatywne dla całej populacji (wedle szacunków spójnych z założeniami programu B1MG – Beyond 1 Millione Genomesm do którego Polska jeszcze nie dolączyła).

- Te badania wymagają czasu. Uzyskanie wyników to kwestia co najmniej 15 lat patrząc na obecny sposób finansowania tego typu badań w Polsce – mówi prof. Strapagiel.

Michał Seweryn przekonuje, że profilaktyka skrojona na miarę każdego z nas jest możliwa.

- Mamy możliwości, by wiedzieć, że osoby, które zaczynają mieć prozaiczne objawy, po 10 latach rozwijają bardzo poważne choroby, jak zaburzenia depresyjne, lękowe itd. Miliardy złotych idą na narodowe strategie leczenia zdrowia psychicznego, ale to jest gaszenie pożaru, który już wystąpił, a my go gasimy wiadrem wody i liczymy, że coś się zmieni. Jeśli takie dziecko przychodzi do kliniki i my zaczynamy je monitorować , to możemy zbierać i analizować te dane i widzieć, co stanie się z tym dzieciakiem za 10-15 lat i jak będziemy to wiedzieli, to za te 10 lat zmienić politykę zdrowia publicznego i objąć populację inną opieką, bardziej spersonalizowaną. Jeśli ktoś ma skłonność do zawału serca, która jest genetyczna, to jego dzieci warto wcześnie objąć programem profilaktycznym – mówi Seweryn.

Na to pytanie obaj naukowcy odpowiadają, że należy badać całe rodziny, bo tam widać, jaka jest  transmisja czynników genetycznych między rodzicami i dziećmi. Przykład: gdy bada się całą rodzinę, widać np. małomównych rodziców. To może być pierwszy sygnał, że są to ludzie, którzy mają kłopoty z wysławianiem się i z tego powodu unikający mówienia. Ta cecha pojawia się we wcześniejszych i późniejszych pokoleniach i może być związana z jakimiś deficytami neurologicznymi. Ten kontekst może dopiero dać odpowiedzi na pytania, skąd przyczyny problemów w kolejnych pokoleniach.

Genetyka pokazuje, że ważne są warunki, w jakich kobiety mają dzieci, ponieważ to kobiety przekazują dużo czynników, w tym genetycznych, które dają predyspozycje do różnych chorób czy zaburzeń.

- Użyję powiedzenia, znanego w genetyce, że dobrostan każdej populacji zależy od dobrostanu samic, w naszym przypadku kobiet. Jeśli jest duży dobrostan kobiet, to populacja się świetnie rozwija. Jeśli nie, to jest fatalnie. Obawiam się, że wiele zaburzeń, w tym neurologicznych u dzieci, to są rzeczy, które powstają przez nietworzenie odpowiednich warunków dla kobiet. Jeśli nie ma dobrostanu kobiet, to nawet pozornie niewielki czynnik powoduje ogromne problemy. Czynniki środowiskowe są wywoływaczem, tym, co w pewien sposób odzwierciedla dopiero ten nasz potencjał genetyczny, który mamy.

Naukowcy widzą wpływ środowiska na częstość pojawiania się pewnych schorzeń neurologicznych czy psychicznych. Skłonność do nich przekazywana jest w genach, ale dopiero środowisko, w którym żyjemy uwalnia „potencjał” tych genów. Dlatego w zrównoważonym środowisku pewne choroby nie występują, gdyż geny są „jakby uśpione”, ale wystarczy otoczenie, które jest źródłem stresu, lęku, niepokoju albo zanieczyszczenia i geny się włączają. Dlatego COVID wywołał falę kłopotów ze zdrowiem psychicznym, a gdybyśmy mieli bazę naszych genotypów, moglibyśmy wcześniej ją przewidzieć i zawczasu pomóc najbardziej zagrożonym ryzykiem osobom.

- Dziś wiemy, że nie jeden gen powoduje np. chorobę psychiczną, ale zlepki ‘miliona’ różnych czynników, nie tylko genetycznych. Nie jesteśmy w stanie powiedzieć z całą pewnością, że coś wystąpi albo nie. Ale chodzi o to, że jesteśmy w stanie kształtować politykę ochronną. Jeśli w rodzinie występują choroby neurodegeneracyjne, to należy obserwować wnuki, żeby nie skończyły z demencją albo alzheimerem w wieku 30 lat – dodaje dr Seweryn.