Генетичните заболявания са много малък процент

Научните интереси на проф. д-р Милена Георгиева от Института по молекулярна биология на БАН са в сферите генетика, епигенетика и съвременна биомедицина. Изследователската ѝ дейност е насочена към разгадаването на тайните, скрити в човешкия геном. За проф. Георгиева познаването на нашата генетика е ключът към здравословно, пълноценно съществуване и остаряване.

В каква степен гените определят нашето здравословно състояние през целия ни живот?

Може ли да се каже, че има болести, които могат да се възприемат като „генетични присъди“?

С тези въпроси се обърнахме към проф. Милена Георгиева.

„Да, за съжаление, има такива – казва тя. – Винаги когато говоря за генетика и болести, правя разграничението между генетични и наследствени заболявания и генетична предиспозиция. Ако в генома има мутации в определени гени, които водят до генетично заболяване, тогава в зависимост от неговата тежест, то може да се нарече и присъда. Защото всички клетки в човешки организъм, които са около 50 – 100 трилиона, носят тази мутация. И когато говорим за техники за генетична редакция, за генни терапии, разбираме колко сложно е да стигнем до всяка клетка от тези сто трилиона. Така че, когато става дума за мутации в гени, които кодират есенциално важни протеини, тогава говорим за генетични заболявания.“

При разчитането на човешкия геном учените откриват, че в него има 20 000 – 23 000 гена. Ако има мутации в около 6000 от тях, това води до т.нар. моногенни заболявания – т.е. заболявания, при които има мутация в един ген, който кодира един протеин. Това са много сложни и редки генетични заболявания, които, ако не бъдат хванати с някаква генетична скринингова процедура в период, когато може да се предприемат мерки, тогава човек се ражда с генетично увреждане.

Това са много сериозни заболявания – различните видове синдроми като този на Даун, където има утрояване на една хромозома и вместо една двойка има тройка, някои редки генетични заболявания, сърповидно клетъчната анемия, която също е сериозно генетично заболяване.

Много от тези заболявания са присъда за тялото.

„Но за щастие, генетичните заболявания са много малък процент от заболяванията изобщо, тъй като повечето от останалите над 80% се определят от генетична предиспозиция и начина на живот – казва проф. Георгиева. – Това са сложни заболявания, които включват повече системи. Тук не става дума за генетични заболявания, а за предиспозиция. Някъде в генома, в хода на индивидуалното развитие – например ембрионалното, може да настъпят мутации. Но те носят предиспозиция, те не водят до изява на някакво заболяване. То може да бъде изявено, ако се даде проява на тази предиспозиция. Тук става дума за сърдечносъдови заболявания, за всички останали хронични незаразни заболявания, за невродегенеративни заболявания, за метаболитни нарушения, за диабет тип 2. Тези заболявания се определят от начина на живот и от генетична обусловеност.

Винаги трябва да се разграничават генетичните заболявания и генетичната предиспозиция.

Между двете неща няма знак за равенство. При генетичните заболявания има 100% изява на мутацията и тя води до генетично заболяване – рядко или не. Предиспозицията води до вероятност от проявление на дадено заболяване. И това може да бъде контролирано – с диагностика, скрининг, профилактика, превенция и т.н. Познанието за тази предиспозиция е здравната карта на всеки, върху която може да се влияе в положителна насока. Докато генетичното заболяване може да бъде поддържано в определено състояние с някакви медикаменти и терапии, да бъде забавено, но не и да бъде напълно излекувано. Разбира се, много зависи от това как се грижим за тези хора. Комплексната грижа винаги подобрява качеството на живот. Изключения правят някои генетични заболявания като сърповидно-клетъчната анемия, за която миналата година беше одобрена терапия за генетична редакция – успехът ѝ е висок при тези пациенти. Подобни успехи има и при лечението на някои видове вродена слепота.“

Проф. Георгиева дава пример със световноизвестния физик Стивън Хокинг, който от 20-годишната си възраст страда от генетично заболяване и крайният резултат върху физиологията на тялото му е много тежък. Но мозъкът му функционира безупречно и гениално до последните му дни благодарение и на грижите, полагани за него. Всяко генетично заболяване зависи от това къде е мутацията, кои протеини засяга и кои органи се увреждат. Разбира се, с напредването на генетичната наука все повече са успешните генни терапии за подобни заболявания. Затова и учените никога не възприемат генетичните мутации и болести като пълна присъда. Науката работи с такива скорости напоследък, изтъква проф. Георгиева, че много скоро се очакват и други успешни генни терапии.

А с какво се занимава епигенетиката?

Епигенетиката е със сериозно приложение във всички сфери – като биология на стареенето, дълголетие, превенция, различни епигенетични терапии на рака също се разработват, обяснява проф. Георгиева. Интересът към тази сфера е голям, защото епигенетичните модификации и изменения в молекулата на ДНК не са мутации. Това са изменения върху протеините и структурата на ДНК, плод на химични

реакции, при които се добавят определени химически групи, които водят до спиране или усилване работата на гените.

Тук не става дума за мутация – ДНК си е такава, каквато е, променя се само нейната химия отгоре, което всъщност определя и активността на подлежащите гени.

„Когато снабдим тялото с тези биологично активни молекули, каквито са метиловите, етиловите групи чрез начина на хранене, приемането на витамини, микроелементи – също кофактори в тези ензимни реакции, върху молекулата на ДНК и протеините, които я организират, се отлагат такива химически модификации – разказва проф. Георгиева. – Те могат да бъдат метилиране, ацетилиране, фосфорилиране и много други. Това е много сериозна биохимия върху молекулите на ДНК, която може да променя нейната активност. Тоест в зависимост от тези химически модификации, които са резултат от начина на живот – хранене, физическа активност, модериране на стреса и т.н., можем да контролираме дали ще отложим метилова група в съответния участък на гена Х, да речем, или ацетилова група, или фосфорна.

В зависимост от вида на химическата група и епигенетичната модификация

може да променим изявата на гена и да го насочим да работи по-силно или по-слабо и т.н.

Така променяме изявата, работата на този ген.“

Проф. Георгиева дава пример с храни, богати на фолиева киселина. Тази киселина е много сериозен източник на метилови групи, които метилират молекулата на ДНК. Затова храни, богати на фолиева киселина, се препоръчват на бъдещите майки в първите 3 месеца на бременността. Тогава се формират всички органи и тече много сериозна диференциация на клетките на ембриона. В този момент епигенетиката е много важна, тя движи специализацията на клетките. Движи и начина, по който те се диференцират, структурират определените групи клетки, тъкани, органи и системи в тялото.

Епигенетиката играе много силна роля и в сферата на храненето. Дори вече се говори за епигенетични диети за отслабване, за справяне с рака – не като лечение, а като допълващ подход към основната терапия. По света има онкологични клиники, в които диетата е строго съобразена с това да бъде богата на метилови групи, да бъде богата на микроелементи от рода на цинка, който е много важен, на витамините от групата В, които също са много важен кофактор за усвояване на метиловите групи.

В сферата на онкологията се разработват и специфични инхибитори

– молекули, които инхибират ензимите и променят епигенетиката на ДНК, подчертава про. Георгиева. Това са ензимни реакции за добавяне на метилова или ацетилова група. Има кофактори и ензими, които катализират тези биохимични реакции. Инхибирането на тези ензими, които катализират съответната биохимична реакция, може да доведе до по-леко, по-добро терапевтично въздействие на антитуморните препарати, прилагани при терапията.

Епигенетиката има значение за храненето, за персонализирания подход за диети и спорт, за хроничните незаразни заболявания, защото промененият начин на живот променя епигенетиката. Тя играе роля и в програмите за персонализирано неостаряване (антиейджинг) и удължаване на здравословното дълголетие. Епигенетиката се използва много в козметичната индустрия, в индустрията за производство на храни и суплементи (добавки). Тя всъщност е механизмът, чрез който може да се повлияе активността на молекулата на ДНК. И това е много важно.

А правят ли се вече индивидуални консултации с пациенти?

„Епигенетиката е важна част от съвременната биомедицина и такива консултации трябва да са част от всяка генетична и медицинска консултация – обяснява моята събеседничка. – На базата на такива консултации са разработени специфични епигенетични терапии на рака и са одобрени от Агенцията по храните и лекарствата в САЩ. И те се прилагат на някои пациенти с тумор в мозъка. Активно участие на експерти в тази област има в разработките на подходи за прецизна оценка на биологичното остаряване. В основата на тези разработки е холистичният подход, който включва изследване на генетичната предиспозиция към преждевременно остаряване. Проверяват се епигенетичните модификации на молекулата на ДНК. Правят се и други скринингови процедури за превенция.

Целта е създаване на цялостен, холистичен подход,

в който генетика, епигенетика, начин на живот, биохимия на кръвта, образни диагностики и други видове медицинска история на пациента дават много добра оценка на биологичното остаряване. Отразяват и генетичната предиспозиция към свързаните с остаряването заболявания като сърдечносъдовите, невродегенеративните – Паркинсон, Алцхаймер, метаболитните нарушения, диабет 2, някои от онкологичните заболявания, защото тяхната честота се увеличава с увеличаване на хронологичната възраст на човек.“

Според проф. Георгиева поради мултидисциплинарния подход при диагностиката и лечението на хроничните незаразни заболявания индивидуални консултации с епигенетик не биха били от полза, както не са от голяма полза самостоятелните генетични консултации.

Генетиката и епигенетиката са двете страни на една и съща монета

и работят заедно. Затова е необходим комплексен подход на оценка предвид факта, че епигенетикът трябва да работи в колаборация с генетик, с медицински експерти в сферата на превантивната медицина и обратно. За да може да се направи прецизна диагностика на състоянието, да се формулират много точни препоръки за терапия, за палиативен и съпътстващ здравословен начин на живот.

Такива колаборации в момента се разработват активно. Правим го и ние на ежедневна база. Разработваме стандарти, регламентираме правни въпроси, свързани с правото на собственост на ДНК информацията, градим мостове между отделните специалности на медицинската и биологичната наука. Това е от ключово значение, защото на този етап стандартната медицина е реактивна медицина. Лекарите лекуват главно симптомите. Все още няма цялостен подход, в който и генетиката, и епигенетиката, и начинът на живот да бъдат съобразени при обсъждане състоянието на пациента, независимо за какво заболяване става дума.