реклама

"Геномът на България" като част от проекта "Геномът на Европа"

Пулсът на времето

Ето какво представлява проектът.

Прилагането на геномна медицина в клиничната практика може да ускори внедряването на прецизната и персонализирана медицина, което като цяло ще има значими социално-икономически ползи. Анализът на геномни данни може да се използва за диагностика и лечение, например с поставянето на по-ранна диагноза, която ще позволи по-ефективни действия или избор на лечение, базирано на геномния профил на пациента. Геномното профилиране при пациенти с различни заболявания ще насърчи и превенцията, преди да се стигне до развитието на болестта.

Проектът „Геномът на България“ цели да състави и анализира колективен референтен геном с всички наблюдавани генетични варианти на базата на представителна извадка на съвременните българи. За целта е необходимо да се съберат данни на около 6500 български граждани от всички етноси и географски райони в България. Всеки човек е уникален благодарение на специфичната комбинация от генетични и негенетични фактори, които го оформят. От събраните по проекта кръвни проби ще се изолира ДНК, която ще бъде прочетена изцяло чрез пълно геномно секвениране, за да се открият всички вариации в генома на участниците. Те ще се използват за оформяне на референтния български геном.

В проекта участват МУ-София и МУ-Пловдив, в рамките на Научен университетски комплекс за биомедицински и приложни изследвания (НУКБПИ) и BBMRI.bg, част от европейската научна инфраструктура за биобанкиране BBMRI-ERIC. В бъдеще се планира и разширяването му с другите медицински университети в страната.

През април 2024 Европейската комисия одобри мащабен проект „Геномът на Европа“, в който България участва.

Геномното секвениране, обработка и съхранение на данните се извършват в Центъра по молекулна медицина на МУ София. Конфиденциалността е гарантирана, като данните ще бъдат закодирани и съхранявани при най-високо ниво на сигурност в българска инфраструктура за геномни данни. МУ-София вече участва в проект за изграждане на европейска мрежа за геномни данни (GDI), които ще бъдат достъпни за научни изследвания след одобрение, по строго определен и еднакъв за всички ред.

​Каква би била ползата за индивидуалния участник в проект като „Геномът на България“?

Ако данните от пълното геномно секвениране на здрави хора, без известни наследствени заболявания, бъдат включени в обща геномна база данни, достъпна за научни изследвания, всеки участник би допринесъл за създаване на колективния референтен геном на съвременните българи с всички открити вариации. Така могат да се открият вариантите, които са специфични за българското население, както и тези, които са общи с други европейски популации.

Анализите на вариантите, които се срещат при здрави хора ще ни даде представа за честотата и географското им разпространение. Определянето на честотата с която се срещат патогенни варианти, свързани с наследствени заболявания, ще допринесе да се трансформира в бъдеще здравеопазването. Като се анализират клиничните и геномни данни, може да се разработят в бъдеще по-ефективни скринингови програми за ранно откриване на носители на варианти, свързани с повишен риск за развитие на различни заболявания, да им се предложи ранна профилактика, прецизна диагностика, както и да се осигури по-ефективна терапия и грижа за пациентите, базирана на геномните характеристики.

Сравнението на вариантите, открити при геномно секвениране на пациенти с различни заболявания, както с редки, така и чести социално значими болести, с тези, открити в референтния геном, ще даде възможност да се определят кои са патогенните, отговорни за болестта им, и кои са просто популационно специфични варианти, недопринасящи за заболяванията.

Как геномните изследвания биха помогнали на пациенти с различни заболявания?

Рак

Лора има семейство с дълга история на рак на гърдата. Един ден тя чува по телевизията, че мутациите в гените за рак на гърдата BRCA1 и BRCA2 увеличават риска от рак на гърдата с до 80%. Въпреки че се оказва, че тя няма мутации в тези гени, рискът от развитие на заболяването все още е висок поради семейната ѝ история. Няколко години по-късно Лора наистина развива рак на гърдата. Ако Лора беше направила по-разширено изследване, включващо всички известни гени, свързани с фамилно предразположение за рак на гърдата и яйчниците, тя можеше да установи по-рано, че е носител на патогенен вариант в друг ген - TP53, свързан с по-висок риск от онкологични заболявания, включително рак на гърдата.

За да се открие по-рано евентуално заболяване, скринингът за рак на гърдата би трябвало да започне много по-рано от обичайния препоръчван рутинен скрининг, например след 35 годишна възраст, съобразено с възрастта на начало на болестта при най-младия родственик в семейството с това заболяване.

За да определи най-подходящия тип лечение, Лора се подлага на геномен тест, оценяващ полезността на лъчетерапия и химиотерапия спрямо други лечения в нейния случай. Резултатите от теста показват, че Лора няма да има голяма полза от химиотерапията, така че лекарите избират по-ефективно персонализирано лечение, което също така я предпазва и от неприятните странични ефекти на химиотерапията и лъчетерапията.

Редки заболявания

Мартин е роден през 2015 г. Лекарите регистрират микроцефалия, необичайно малка глава и лице, както и бавен темп на развитие. Секвенирането на генома идентифицира много възможни кандидати за гените, които причиняват бавното му развитие. Въпреки това е необходима точна диагноза, за да започне лечение. Запитването чрез съществуваща платформа за редки генетични заболявания на ЕС, улеснява съпоставянето на случаи с подобни фенотипни и генотипни профили, и позволява на неговите лекари да намерят случай в Испания с подобни симптоми. Сравнението на резултатите от секвенирането на българския и испанския пациент с данните за честотата на открития вариант в референтните геноми на България и Испания, води до откриване на една обща мутация. Тя води до недостиг на специфичен метаболит и може да се компенсира чрез приема му като лекарство от пациента.

Европейска платформа за регистрация на редки болести

Съпоставянето на случаи с подобни фенотипни и генотипни характеристики чрез федерална платформа на ЕС за регистрация на редки заболявания и Европейска референтна мрежа от експертни центрове в областта на редките заболявания улеснява точната и навременна диагностика и лечение на пациенти с редки болести. В този случай ползата е и за двамата пациенти с това рядко генетично заболяване.

Чести заболявания

Наталия научава за текущия проект за биобанкиране в нейната страна от медиите, така че тя прочита и се запознава с генетичните рискове от определени заболявания. Нейният лекар препоръчва геномен анализ, за да оцени т.н полигенен риск (PRS) и да се направи тест за най-често срещаните заболявания, който се предлага от специализирана генетична лаборатория, но не въведен все още в клинчината практика. Този геномен анализ показва, че тя има висок полигенен риск (в първите 5% ) за коронарна болест на сърцето (КБС). Лекарства като статини и други превантивни мерки понижават нивата на холестерола в кръвта и намаляват риска от КБС, така че нейният лекар предлага тя да започне лечение със статини и да направи някои промени в начина на живот.

В момента в Европа се анализират големи кохорти от болни и здрави хора, за да може да се разработят тестове за определяне на комбинирания полигенен риск на всички варианти, свързани с чести генетични заболявания, като например диабет, сърдечно-съдови и др., както и за ранно идентифициране на рискови фактори за често срещани заболявания. Проекти като „Геномът на Европа“ и инициативата за достъп до над 1+милион генома (1+МГ) в Европа за научни цели ще даде възможност за достъп до информация за геномните вариации за много европейски граждани, в комбинация с данни за заболяванията (фенотипна информация), всички събрани с информирано съгласие в биобанките в цяла Европа. Това ще допринесе за по-прецизното определяне на високорисковите варианти, които да влязат в изчислението на полигенния риск за европейката популация, и в частност за всяка държава и ще дадат възможност този доста по-евтин тест за изчисляване на риска да започне да се прилага по-масово в здравеопазването, за да се постигне по-ранна и евтина профилактика на тежки заболяания, като сърдечно-съдовите в цяла Европа.

Инфекциозни заболявания

Справяне с по-висока чувствителност към инфекциозни болести

Петър (27 години) развива тежки симптоми на COVID-19. Малко по-късно неговият брат Павел (30-годишен) също е тестван положително. И двамата трябва да бъдат лекувани в интензивно отделение. Двамата братя не принадлежат към никоя от известните рискови групи, но близкото им родство предполагат генетичен рисков фактор. Предприема се генетично профилиране на братята и се сравнява с други кохорти от различни популации в популационна биобанка. Оказва се, че Петър и Павел са носители на рядка мутация в гена TLR7 (Toll-Like Receptor 7). Този ген на X хромозомата, кодира белтък, който регулира нивото на интерферон като защитен отговор срещу вируси. Въз основа на това откритие Петър и Павел получават специфично лечение за възстановяване на естествения капацитет на имунната им система да се бори с вируса. В бъдеще, когато в рамките на 1+МГ инициативата бъде изградена федерална мрежа за геномни данни на ЕС, на европейските клиницисти ще бъде предоставена възможност за достъп до информация, която би помогнала при лечение на пациенти с подобни характеристики. Повишената чувствителност на пациентите към животозастрашаващи състояния, причинени от инфекциозно заболяване като COVID-19, може да бъде по-бързо открита и необходимото лечение да бъде адаптирано и персонализирано.

Фармакогеномика

В генома на всеки от нас има над 150 гена, свързани с ензими, участващи в метаболизма на различни лекарства. В много от тези гени се съдържат варианти, които променят начина по който функционира ензима и съответно хората може да усвояват по-бързо или по-бавно различни лекарства. Това може да доведе до тежки странични ефекти и токсичност при някои пациенти, и до липса на ефект при други. Изследването на всички варианти в генома, свързани с усвояване на лекарствата, е обект на фармакогенетиката и фармакогеномиката. Ако данните за тези генетични и геномни варианти при всеки пациент бъдат достъпни за лекуващия лекар, това би подобрило ефективността при избора на терапия за пациенти с различни заболявания, като сърдечно-съдови, психиатрични, онкологични и др. Не на последно място, това би спестило много време, средства и избегване на нежелани странични ефекти и рискове за пациента.

Иван, 74-годишен пациент с тежка коронарна артериална болест е започнал лечение с лекарство за намаляване на риск от тромбоза, след поставяне на стенд. След множество епизоди на рестеноза се подозира, че той е резистентен към лекарството. Генетичен тест за варианти в гена, кодиращ ензима, метаболизиращ това лекарство показва, че пациентът има два генетични варианта, свързани с нефункционален ензим. Пациентът е класифициран като бавен метаболизатор за този ензим. Това налага промяна на лечението на Иван с друго лекарство, което се усвоява по-различен начин и не зависи от ензима с намалената активност. Промяната на терапията води до стабилизиране на състоянието на Иван.

Геномната медицина в клиничната практика

Прилагането на геномна медицина в клиничната практика може да ускори внедряването на подхода на прецизната и персонализирана медицина, което като цяло ще има значими социално-икономически ползи.

Точната, навременна диагностика, персонализираните протоколи за лечение и превантивните подходи ще позволят да се повиши ефективността на здравната система, както и да се подобри качеството на живот на пациентите.

Здравеопазването може да се възползва от анализа на геномни данни за диагностика и лечение, например с по-ранна диагноза, която позволява по-ефективни действия или избор на лечение, базирано на геномния профил на пациента.

Все по-често точното геномно профилиране при пациенти с различни заболявания ще насърчи и преминаването на медицинската практика към превенция на заболяванията.

За да се постигнат, обаче, целите за прилагане на геномиката в системата на здравеопазването, както у нас, така и в другите държави, трябва да се разработят и приемат национални стратегии за геномна медицина, и да има дългосрочна визия и политическа подкрепа.

Все още европейските страни са на различни етапи на готовност да използват геномиката в здравеопазването.

Необходимо е да се изгради национален капацитет, да се подготвят кадри, да се стимулира диалога и сътрудничеството между държавите за споделяне на най-добри практики. Това би било изключително полезно за напредъка на геномната медицина на национално и европейско ниво.

Някои ключови въпроси за изграждане на ефективни и устойчиви стратегии за геномна медицина са свързани с ангажирането на пациентите, както и с разясняването на ползите от геномната медицина на достъпен, разбираем език, и спечелването на доверието на гражданите.

За прилагането на геномните изследвания са необходими и подготвени специалисти по молекулярна генетика, биоинформатика и медицинска генетика, които да могат да извършат изследванията, да анализират резултатите и да консултират пациентите за всички рискове, свързани с носителството на определени генетични варианти, и възможностите за профилактика и превенция.

Не на последно място е необходимо да е налице инфраструктурата за прилагане на геномиката в здравната практика, оборудвани лаборатории, бази данни за надеждно съхранение на големи по обем данни и връзки с клиничните болнични информационни системи и бази данни.

За да може да се случи това, е необходимо и регламентирането и спазването на етични и правни рамки, със съответните законодателни и регулаторни мерки както във всяка страна, така и в ЕС, за да се гарантира достъп на всички граждани, както и да се защити конфиденциалността на информацията, като същевременно се позволи данните да са достъпни за научни цели.

Все повече развитието на здравеопазването ще зависи от резултатите от научните изследвания и колаборацията с индустрията, която създава нови технологии, лекарства и терапии.

Обучението за ролята на геномната медицина за бъдещето на прецизната и персонализирана медицина на всички професионалисти в сферата на здравеопазването, от личния лекар, медицинските сестри и лаборанти до специалистите в отделните области, трябва да залегне в програмите за обучение в медицинските универистети, като новостите във всяка област да бъдат част от специализациите и продължаващото обучение.

Научете повече.