Inhalt
- Lernen, was Gene zu sagen haben
- Fortschritte machen
- Was wir nicht wissen
- Lücken ausfüllen
- Billiger testen
- Vorwärts gehen
Das Versprechen der Genomsequenzierung und die Art und Weise, wie damit wirksamere Behandlungen für ein Individuum geschaffen werden können, um die Pflege zu personalisieren, sind sehr aufregend. Krebsmediziner beginnen bereits, genetische Informationen aus den Tumoren einer Person zu verwenden, um zu entscheiden, welche ihrer Meinung nach die wirksamsten Medikamente sind. Die personalisierte Medizin steckt jedoch noch in den Kinderschuhen und ist in der Kardiologie noch nicht weit verbreitet. Warum? Denn je mehr wir lernen, desto mehr Fragen haben wir.
Lernen, was Gene zu sagen haben
Unsere DNA ist unglaublich komplex. Jeder von uns hat drei Millionen Basenpaare von Genen. Um zu wissen, welche Genpaare abnormal sind, mussten wir zuerst lernen, wie normale Gene aussehen. Glücklicherweise konnten engagierte Genetiker die DNA mithilfe leistungsfähiger Computer abbilden. Anspruchsvolle Maschinen können diese komplexen Codes sehr schnell lesen - und der Prozess, der 13 Jahre gedauert hat, kann jetzt in ungefähr einem Tag erledigt werden.
Als nächstes suchten diese Wissenschaftler nach unregelmäßigen Genen, die bei Menschen mit bestimmten Krankheiten auftraten, um einen Zusammenhang zwischen der Mutation und der Erkrankung herzustellen. Dies ist wie das Auffinden von Tippfehlern auf den Seiten eines Buches - jeder hat mehrere Tippfehler in seiner DNA.
Wir haben jedoch erfahren, dass die Verbindung nicht immer einfach ist. Zum Beispiel fanden wir mehrere Genvarianten, die zu einer hypertrophen Kardiomyopathie führen, einer Krankheit, bei der sich der Herzmuskel verdickt, vergrößert und letztendlich versagt. Wir wissen seit langem, dass nicht jeder, der diese Genvariante trägt, die Krankheit entwickelt. Dies gilt auch für andere Genvarianten.
Darüber hinaus haben Wissenschaftler kürzlich herausgefunden, dass eine Genvariante bei hypertropher Kardiomyopathie einige Rassen betreffen kann, andere jedoch nicht. Beispielsweise können kaukasische Menschen mit einer Genvariante eine Krankheit entwickeln, während Schwarze mit derselben Genvariante dies möglicherweise nicht tun. Wir wissen nicht genau warum. Das Vorhandensein einer Genvariante bei einigen Menschen kann daher bei anderen Menschen eine andere Bedeutung haben - was bedeutet, dass möglicherweise andere Faktoren eine Rolle spielen.
Darüber hinaus gibt es viele Krankheiten, die eine genetische Ursache zu haben scheinen, da sie in Familien vorkommen, aber wir konnten die Genvarianten, die sie verursachen, nicht identifizieren. Es ist wahrscheinlich, dass mehrere Genvarianten beteiligt sind.
Fortschritte machen
Vom Standpunkt des Herzens aus haben wir am meisten aus seltenen Mutationen gelernt. Diese Entdeckungen haben zu einem besseren Verständnis geführt, wie die Natur diese Probleme beheben kann. Es besteht große Hoffnung, dass wir diese Erkenntnisse nutzen können, um neue Medikamente zur Behandlung dieser Krankheiten zu entwickeln.
Beispielsweise wurde vor einem Jahrzehnt eine Genvariante identifiziert, die mit der Unfähigkeit der Leber zusammenhängt, Cholesterin aus dem Blutkreislauf zu entfernen. Menschen mit dieser Mutation haben einen sehr hohen Cholesterinspiegel im Blut. Diese Entdeckung wurde verwendet, um eine neue Klasse von Cholesterinmedikamenten zu entwickeln, die als PCSK9-Inhibitoren bezeichnet werden und Patienten mit der Mutation helfen, Cholesterin zu metabolisieren.
Das Medikament verhindert, dass ein Protein namens PCSK9 den normalen Cholesterin-Clearance-Mechanismus in der Leber stört. Es dauerte weniger als ein Jahrzehnt von der Entdeckung des PCSK9-Weges bis zur Herstellung eines Arzneimittels, das bei Patienten angewendet werden konnte. Dies wäre ohne Kenntnis des genetischen Codes nicht möglich gewesen.
Genetische Studien bringen uns auch der Suche nach einer Behandlung für hypertrophe Kardiomyopathie näher. Es wurde eine innovative Behandlung mit kleinen Molekülen entwickelt, um zu bestimmen, wo sich die Genvariante befindet. Wenn Katzen, die anfällig für diese Krankheit sind, dieses Mittel erhalten, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass sie ein vergrößertes Herz entwickeln.
Der nächste Schritt besteht darin, die Formel an Menschen zu testen, bei denen ein Risiko für die Krankheit besteht. Wenn die Behandlung wirksam ist, ist dies ein Durchbruch bei der Verhinderung einer hypertrophen Kardiomyopathie. Derzeit ist keine Behandlung für diejenigen verfügbar, die eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, diese Krankheit zu entwickeln, da sie die Genvariante tragen. Entwicklungen wie diese sind sehr aufregend, da sie unseren Ansatz zur Patientenversorgung von reaktiv zu proaktiv ändern.
Was wir nicht wissen
Wenn wir uns dem Verständnis der Beziehung zwischen Genmutationen und Krankheiten nähern, entsteht ein dritter Faktor, der die Sache kompliziert - wie unsere Gene mit der Umwelt und unserem täglichen Leben interagieren. Das Sammeln dieses Wissens erfordert einen systematischen Ansatz für klinische Studien und viele Jahrzehnte, um zu Antworten zu gelangen.
Letztendlich hoffen wir jedoch, dass sie uns helfen, einige grundlegende Fragen zu verstehen, z. B. warum manche Menschen, die entweder rauchen, verschmutzte Luft einatmen oder sich schlecht ernähren, Herzkrankheiten entwickeln, während andere dies nicht tun. Die gute Nachricht ist, dass neuere Studien auch darauf hinweisen, dass gesunde Gewohnheiten wie regelmäßiges Training und gesunde Ernährung das Risiko der Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen überwinden können, die durch Genvarianten „vererbt“ werden.
Lücken ausfüllen
Es fehlen viele Teile des DNA-Puzzles. Glücklicherweise werden mehrere große Anstrengungen unternommen, um Genomdaten zu sammeln und zu analysieren. Das ultimative Ziel ist es, Ärzten das Wissen zu vermitteln, das sie zur Behandlung von Patienten mit einer bestimmten Krankheit benötigen.
Eine Anstrengung heißt Precision Medicine Initiative oder „Wir alle“. Es ist ein einzigartiges Projekt, das darauf abzielt, individuelle Unterschiede in Bezug auf Gene, Umwelt und Lebensstil zu identifizieren. An dem Projekt werden landesweit eine Million oder mehr Teilnehmer teilnehmen, die sich bereit erklären, biologische Proben, genetische Daten sowie Informationen zu Ernährung und Lebensstil über ihre elektronischen Patientenakten an Forscher weiterzugeben. Es ist zu hoffen, dass die durch dieses Programm gesammelten Informationen zu einer genaueren Behandlung vieler Krankheiten führen.
Billiger testen
Die Kosten für die DNA-Sequenzierung sind von Tausenden von Dollar auf Hunderte von Dollar gesunken - und sinken weiter. Da die niedrigeren Preise DNA-Tests für den Durchschnittsbürger zugänglich machen, werden wir wahrscheinlich ein direkteres Marketing für den Verbraucher sehen, mit dem Familien einige genetische Krankheitsrisiken identifizieren können, ähnlich wie Sie DNA-Tests bereits verwenden können, um Ihre Vorfahren zu entdecken. Wir lernen immer noch, wie sich das Erhalten von Informationen über das Krankheitsrisiko auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen auswirken kann.
In der medizinischen Welt versuchen wir herauszufinden, wie DNA-Tests verwendet werden können, um Informationen zu erhalten, die wir durch andere Arten von Tests nicht erhalten können. Sobald wir die Informationen erhalten haben, müssen wir wissen, was wir damit machen sollen. Ein gutes Beispiel ist die familiäre Hypercholesterinämie. DNA-Tests haben ergeben, dass drei Prozent der Menschen ein erhöhtes Risiko für diesen Zustand haben, der gefährlich hohe Cholesterinspiegel im Blut verursacht. So:
- Sollte jeder getestet werden, um diese drei Prozent zu finden?
- Ist dies besser als die Verwendung eines Standard-Blutcholesterintests und die sorgfältige Familienanamnese?
- Was ist, wenn bei einem DNA-Test ein um fünf Prozent höheres Risiko für verschiedene Formen von Herzerkrankungen festgestellt wird?
- Ist dieses erhöhte Risiko hoch genug, dass Sie behandelt werden sollten?
Fragen wie diese müssen beantwortet werden, bevor wir DNA-Tests verwenden können, um unseren Behandlungsansatz zu rechtfertigen.
Vorwärts gehen
Wir haben gerade erst begonnen, die Oberfläche zu kratzen, aber wir gehen davon aus, dass die Genetik letztendlich die Bewertung von Patienten und ihren Familien durch Kardiologen mit bestimmten Formen von Herzerkrankungen wie Herzinsuffizienz ändern wird. Jeder fünfte Erwachsene entwickelt eine Herzinsuffizienz. Und die Krankheit betrifft die Kinder von jedem vierten Patienten mit Herzinsuffizienz. Wir möchten diese Personen identifizieren, bevor sie eine Herzinsuffizienz entwickeln.
Zum Glück ermöglichen uns viele aufregende neue Entwicklungen in Wissen und Technologie, dieses enorm komplizierte Rätsel zu lösen. Das Potenzial von Gentests zu identifizieren, ist eine entmutigende, aber aufregende Aufgabe. Jeder freut sich auf Fortschritte.
Dr. Tang ist Kardiologe am Heart and Vascular Institute der Cleveland Clinic, dem landesweit führenden Programm für Kardiologie und Herzchirurgie, das von U.S. News & World Report bewertet wird. Er ist außerdem Direktor des Zentrums für klinische Genomik.