25. huhtikuuta: Maailman DNA-päivä

DNA:n löytäminen on yksi merkittävimmistä virstanpylväistä tieteen historiassa, ja se on edelleen perustana monille lääketieteellisille löydöksille ja edistyksille. 25. huhtikuuta muistetaan kahta pääkohtaa genetiikassa ja laajemmin tieteessä yleensä: 

• DNA:n kaksoiskierteen rakenteen löytäminen vuonna 1953
• Human Genome Project valmistui vuonna 2003, 50 vuotta myöhemmin. 

Siksi tästä päivämäärästä on tullut näiden kahden virstanpylvään muistopäivä, mutta DNA-päivä on myös tiedon laajentamisen päivä.

Human Genome Project

Vuosikymmenien aikana on tehty yhä enemmän DNA:han liittyviä löytöjä, jotka ovat johtaneet DNA:n syvempään ymmärtämiseen. Kuitenkin koko genomi pysyi haasteena, kunnes vuonna 2003 tutkijat saivat päätökseen projektin, jossa kartoitettiin koko ihmisen DNA. Yli 20,000 XNUMX geeniä tunnistettiin ja kolmen biljoonan emäsparin sekvenssi, jotka muodostavat ihmisen genomin, määritettiin.  

National Human Genome Research Instituten johtaja Francis Collins totesi, että genomi on kuin kirja, jolla on monia käyttötarkoituksia: se on pätevä kertomus ihmislajin matkasta ajan mittaan, uskomattoman yksityiskohtaisena suunnitelmana jokaisen solun rakentamiseen. elimistöön ja tietysti työkaluna, joka tarjoaa terveydenhuollon ammattilaisille uusia tapoja hoitaa ja ennen kaikkea ehkäistä sairauksia. 

Vaikka ihmisen genomiprojekti saatiin päätökseen vuonna 2003, 2022-prosenttisesti täydellinen ihmisen genomi, mukaan lukien toistuva DNA, julkaistaan ​​ensimmäistä kertaa maaliskuun 100 lopussa.  

Yleisin toistuvan DNA:n muoto on peräkkäin toistuvia DNA-lohkoja, joita kutsutaan satelliiteiksi. Nämä ovat ryhmittyneet kromosomien päihin telomeereinä tunnetuille alueille, jotka suojaavat kromosomeja hajoamiselta DNA:n replikaation aikana. 

Tämä on uusi tieteellinen virstanpylväs, sillä vuonna 2003 jätetyt aukot on vihdoin täytetty. Lue lisää noin Human Genome Project.

Ihmisen genomi ja terveys

Ihmisgenomiprojekti on ollut perustavanlaatuinen ihmisen genetiikan ymmärtämiselle, ja se on johtanut lukuisiin edistysaskeleihin terveyden eri aloilla.

Jotkut alueista, joilla hankkeella on ollut merkittävä vaikutus, ovat:

• Geneettisten sairauksien diagnosointi ja hoito.
• Henkilökohtainen lääketiede. Genomitietojen avulla voidaan esimerkiksi valita tehokkain lääke tietylle potilaalle ja välttää lääkkeitä, joilla voi olla vaarallisia sivuvaikutuksia (farmakogenetiikka). 
• Monimutkainen sairaustutkimus. Monimutkaisiin sairauksiin (useiden geenimuunnelmien ja ympäristötekijöiden vuorovaikutuksesta johtuvia) liittyviä geneettisiä variantteja on tunnistettu, mikä on johtanut näiden sairauksien taustalla olevan biologian parempaan ymmärtämiseen ja uusien terapeuttisten kohteiden tunnistamiseen.
• Geeniterapioiden kehittäminen. Ihmisen genomista saatu tieto on ollut olennaista kehitettäessä geeniterapioita, joihin kuuluu viallisten geenien korjaaminen tai eliminointi geneettisten sairauksien hoitamiseksi.

Kehitämme geneettisten sairauksien diagnosointia edelleen esimerkin avulla: kystinen fibroosi. Kystinen fibroosi on geneettinen sairaus, joka vaikuttaa pääasiassa keuhkoihin ja ruoansulatusjärjestelmään ja joka johtuu CFTR-geenin mutaatioista (Kystisen fibroosin kalvon läpäisevän johtavuuden säädin). Se on geneettinen sairaus, jolla on autosomaalinen resessiivinen perinnöllinen perintö: jotta henkilö sairastuisi sairauteen, hänen on täytynyt periä kaksi kopiota mutatoidusta CFTR-geenistä (yksi kummaltakin vanhemmiltaan). 

CFTR-geeni kuvattiin kystisen fibroosin aiheuttajaksi 1980-luvulla. Tämä geeni koodaa homonyymistä proteiinia, joka löytyy solukalvoista, joilla on eksokriininen toiminta, eli se syntetisoi aineita, jotka vapautuvat muiden kehon elinten pinnalle tai pinnalle. CFTR-proteiini helpottaa kloridi-ionien kuljetusta solun sisältä solun ulkopuolelle aktiivisesti solukalvon läpi. Potilailla, joilla on kystinen fibroosi, CFTR-proteiini ei toimi kunnolla, mikä johtaa paksun, tahmean liman kertymiseen keuhkoihin ja muihin elimiin, mikä vaikeuttaa hengitystä. Lisäksi se tekee tautia sairastavat alttiimpia hengitystietulehduksille. Liman kertyminen voi myös tukkia haimakanavat, mikä estää haimaa tuottamasta riittävästi ruoansulatusentsyymejä ruoan hajottamiseksi. Tämä voi johtaa ruoansulatusongelmiin ja ravintoaineiden huonoon imeytymiseen.

Kystinen fibroosi on krooninen, etenevä sairaus, jonka oireet vaihtelevat henkilöstä toiseen. Yleisimpiä oireita ovat kuitenkin krooninen yskä, hengenahdistus, toistuvat keuhkotulehdukset, painonnousuvaikeudet, ruoansulatushäiriöt ja kasvun hidastuminen.

Vaikka tähän sairauteen ei ole parannuskeinoa, on olemassa hoitoja, jotka voivat auttaa hallitsemaan oireita ja parantamaan sairastuneiden elämänlaatua. Hoidot voivat sisältää lääkkeitä, jotka auttavat vaalentamaan limaa keuhkoissa, hengityshoitoa, ravintolisät ja muut hoidot ruoansulatushäiriöiden hoitoon. Tutkimus jatkuu, ja uusia hoitomuotoja odotetaan kehitettävän. 

Human Genome Projectista saadun tiedon ja sekvensointitekniikoiden nousun ansiosta tästä taudista oppiminen on lisääntynyt valtavasti viime vuosina. CFTR-geenissä tunnetaan yli 2,000 XNUMX mutaatiota, jotka voivat johtaa kystiseen fibroosiin. Jotkut muutokset ovat yleisempiä tietyissä etnisissä ryhmissä, ja taudin vakavuus voi vaihdella mutaation tyypin mukaan.

Kystisen fibroosin diagnoosi perustuu geneettiseen testaukseen CFTR-geenin mutaatioiden tunnistamiseksi. Nämä testit voidaan tehdä ihmisille, joilla on taudin oireita, ja ihmisille, jotka ovat CFTR-geenimutaation kantajia ja jotka voivat siirtää sen lapsilleen.

24Geneticsin päätavoitteena on auttaa ihmisiä tarjoamalla heille henkilökohtaista, tieteeseen perustuvaa geneettistä tietoa, jotta he voivat tehdä parhaita päätöksiä heidän terveytensä ja hyvinvointinsa kannalta. 

Oman geneettisen taipumuksensa näkeminen tiettyyn sairauteen mahdollistaa ennaltaehkäisevän toiminnan ja erityisen huolenpidon. Tästä periaatteesta syntyy tarkkuuslääketiede, josta voit oppia lisää tässä viestissä on blogistamme.

Bibliografia

[1] Christodoulou J. (2003). Ihmisen genomiprojekti: väestöseulonnan mahdollisuudet, haasteet ja seuraukset. The Southeast Asian Journal of Tropic Medicine and Public Health, 34 Suppl 3, 234-238.

[2] Deoksiribonukleiinihappo (DNA) (nd). Haettu 17. huhtikuuta 2023 osoitteesta https://www.genome.gov/genetics-glossary/Deoxyribonucleic-Acid

[3] Rosalind Franklin oli paljon enemmän kuin DNA:n "väärin sankaritar". (2020). Nature, 583(7817), 492. https://doi.org/10.1038/d41586-020-02144-4. https://doi.org/10.1038/d41586-020-02144-4

[4] Moreno-Palanques R. (1995). Ihmisen genomiprojekti ja sen sovellukset [El proyecto del genoma humano y sus aplicaciones]. University of Navarra Journal of Medicine, 40(2), 64-67.

[5] O'Sullivan, BP ja Freedman, SD (2009). Kystinen fibroosi. Lancet (Lontoo, Englanti), 373 (9678), 1891-1904. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)60327-5.

[6] Welsh, MJ ja Smith, AE (1993). CFTR-kloridikanavan toimintahäiriön molekyylimekanismit kystisessä fibroosissa. Cell, 73(7), 1251-1254. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90353-r

[7] Katz, JB, Shah, P., Trillo, CA, Alshaer, MH, Peloquin, C. ja Lascano, J. (2023). Terapeuttinen lääkkeiden seuranta kystisessä fibroosissa ja yhteyksissä keuhkojen pahenemisvaiheisiin ja keuhkojen toimintaan. Hengityslääketiede, 212, 107237. Ennakkojulkaisu verkossa. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2023.107237