Kaj je farmakogenetika?
Oseba, prehrana in splošno zdravstveno stanje lahko vplivajo na to, kako se odziva na zdravila. Toda še en ključni dejavnik so geni. Študija o tem, kako se ljudje drugače odzivajo na zdravila zaradi svojega genskega dedovanja, se imenuje farmakogenetika. Izraz je sestavljen iz besed farmakologija (študija delovanja zdravil v telesu) in genetike (študija, kako se lastnosti dedujejo).
Farmakogenetične raziskave: pot do personalizirane medicine
Preden lahko zdravniki začnejo izdajati zdravila na tako prilagojen način, je treba veliko delati. Ključna naloga raziskovalcev farmakogenetike je določiti vse beljakovine, s katerimi se srečujejo zdravila v telesu, in ugotoviti, kako se ti proteini razlikujejo od osebe do osebe. Med tem morajo raziskovalci natančno pregledati gene, ki kodirajo te beljakovine, da ugotovijo podlago za razlike v beljakovinah. Znanstveniki morajo določiti tudi, kateri geni prispevajo k boleznim, kot so rak, bolezni srca ali astma. Prepoznavanje takšnih genov bo znanstvenikom ponudilo niz dobrih tarč za prihodnja zdravila.
Študij genov
Nekateri raziskovalci farmakogenetike preučujejo številne različne gene, brez vnaprejšnjih idej o njihovi vlogi pri odzivu na zdravila. V tem scenariju znanstveniki preprosto iščejo vedno tako majhne genetske razlike. Velika večina (99, 9 odstotka) vseh človeških DNK je identična od osebe do osebe. Edina desetina odstotka je edinstvena. Kljub temu so te majhne razlike v DNK glavni dejavnik tega, kdo smo - zakaj lahko gledamo in ravnamo tako drugače, kako naša telesa presnavljajo zdravila in bolezni, do katerih smo nagnjeni. Ena vrsta rahle genske razlike med ljudmi se imenuje en sam nukleotidni polimorfizem ali SNP. Zaradi razlogov, ki jih znanstveniki ne razumejo v celoti, nekateri geni vsebujejo veliko več "naravnih" sprememb - in s tem veliko več SNP - kot drugi.
Zakaj je to pomembno? Mogoče je, da so nekateri SNP znak "občutljivosti" za določeno zdravilo ali celo predsodki bolezni. Na primer, en poseben protein v telesu - encim, ki prežveči prehranske maščobe - je povezan s srčnimi boleznimi. Tudi gen, ki kodira to beljakovino, je poln SNP-jev. Znanstveniki ne morejo biti prepričani, da kateri koli ali vsi SNP tega gena ali kateri koli drug znak signala za občutljivost bolezni. Skrbno izvedene raziskave so edini dober način za vzpostavitev ali pretrganje teh domnevnih povezav.
Študiranje celic
Drug način, na katerega bi lahko znanstveniki postavili odgovore na vprašanja o farmakogenetiki, je z uporabo živali in celic. Gensko inženirske miši ali celice, gojene v petrijevih posodah, so priljubljeno orodje za raziskovalce. Pri takšnem pristopu znanstveniki vnesejo enakovredno črkovalne spremembe v DNK genov, ki jih želijo preučiti, nato pa spremenjene gene vgradijo v eksperimentalne celice ali živali. Takšni raziskovalci nato pogledajo, kakšne spremembe so se pojavile v fiziologiji miši ali v rastnih značilnostih celičnih kultur. Takšni pristopi pogosto dajejo namig pri določanju ciljev zdravil pri ljudeh.
Študiranje ljudi
Končno se lahko raziskovalci farmakogenetike lotijo prepoznavanja ciljev zdravil s preučevanjem genov skupine ljudi - družine, skupine bolnikov ali nepovezanih posameznikov -, ki se na zdravilo odzovejo na nenavaden ali značilen način. Morda telesa teh ljudi razgradijo zdravilo zelo hitro ali zelo počasi v primerjavi z drugimi. Navidez, zakaj se ti ljudje na poseben način odzivajo na zdravila, bi lahko razkrili z iskanjem različic v DNK vsakega člana te skupine. Navsezadnje se lahko zgodi, da imajo ti posamezniki posebno obliko beljakovin, ki so nekako vključene v "ravnanje" z drogami.
Jasen resničen primer tega je odziv bolnikov z rakom na določeno zdravilo proti levkemiji. Nekateri od teh bolnikov, od katerih so mnogi majhni otroci, zelo hitro razgradijo ali »presnavljajo« to zdravilo in tako potrebujejo dodatno zdravilo, da zaustavijo rast svojega raka. Drugi presnavljajo zdravilo zelo počasi - tem bolnikom je treba predpisati veliko manj zdravil, saj imajo zdravila proti levkemiji nevarne stranske učinke in jih lahko celo ubijejo. Farmakogenetične raziskave so pokazale, da preprost krvni test, ki se tem bolnikom dodeli pred časom - v katerem lahko laboratorij "prebere" zaporedje določenega okvarjenega gena, ki je vključen v presnovo zdravil, - lahko natančno napove, koliko zdravila naj dobijo.
Vloga NIGMS pri podpori raziskovanju farmakogenetike
Nacionalni inštitut za splošne medicinske znanosti (NIGMS) vodi prizadevanje NIH za spodbujanje raziskav farmakogenetike. Del teh prizadevanj vključuje dodelitev denarja za financiranje velikih, skupnih raziskovalnih skupin, ki bodo izvajale študije farmakogenetike. NIGMS prav tako spodbuja razvoj javne baze podatkov, ki bo vsebovala temeljne rezultate farmakogenetike takšnih raziskav.
Glavni namen te javne zbirke podatkov o farmakogenetiki je pomagati znanstvenikom, da se ujemajo genetske variacije ("genotipi") s funkcionalnimi rezultati ("fenotipi"), na primer, katera zdravila delujejo ali ne delujejo za določene ljudi. Kot vrsta knjižnice podatkov bo baza podatkov zelo pomembno orodje za prihodnje raziskave in medicinsko zdravljenje.
Nacionalni inštitut za splošne medicinske vede je eden od nacionalnih inštitutov za zdravje pri ameriškem ministrstvu za zdravje in človeške storitve. Podpiranje temeljnih biomedicinskih raziskav in usposabljanja po vsej državi NIGMS postavlja temelje za napredek v diagnostiki, zdravljenju in preprečevanju bolezni.
