Turinys

Genetinio tyrimo, pavyzdžiui, Australijos Monash universiteto vykdomo „DNA Screen“ projekto rezultatai parodė, kad ištyrus 10 000 asmenų genetinius variantus, susijusius su paveldimu krūties ir kiaušidžių vėžiu, Lynch sindromu ir šeimine hipercholesterolemija, vienas iš 50 turėjo rizikingą genetinį variantą. Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad 75% šių asmenų neatitiko dabartinių ištyrimo dėl minėtų ligų kriterijų. Tad, be DNR tyrimų jų rizika būtų likusi nepastebėta. Australų mokslininkų vykdomas “DNA Screen” projektas yra pirmasis pasaulyje modernaus profilaktinio DNR tyrimo pavyzdys. Jis parodo, kokią reikšmę turi prevencinė medicina, paremta genetiniu ištyrimu [1]. 

Kodėl jūsų DNR tyrimas yra svarbus?

DNR tyrimai (šiuo atveju, kalbame apie genomo arba visos organizmo genetinės informacijos analizę) yra ypač svarbūs, kadangi suteikia pagrindinę informaciją apie mūsų genetinę sandarą ir paveldėtą riziką tam tikroms ligoms. Ankstyvas genetinių mutacijų nustatymas gali padėti užkirsti kelią sunkioms ligoms arba jas diagnozuoti ankstyvose stadijose, kai gydymas yra veiksmingiausias. Pavyzdžiui, galima nustatyti BRCA1 ir BRCA2 genų mutacijas, kurios reikšmingai padidina krūties ir kiaušidžių vėžio riziką. Ankstyvas šių mutacijų nustatymas gali paskatinti profilaktinius veiksmus [2].

Genetiniai tyrimai taip pat padeda nustatyti individualų atsaką į tam tikrus vaistus, kas yra palengvina įvairių ligų gydymą ir prisideda prie individualių gydymo planų kūrimo [3].

Apibendrinus, genetiniai tyrimai rekomenduojami:

  • Planuojantiems šeimą;
  • Asmenims, kurių šeimoje/giminėje yra paveldimų ligų atvejų;
  • Profilatiškai – net jei nėra ligos simptomų ar teigiamos šeimos anamnezės, genetiniai tyrimai gali padėti įvertinti individualią ligų riziką;
  • Farmakogenetikos tikslais;
  • Esant neaiškios kilmės simptomams – diagnozei tikslinti ar patvirtinti [4].

Kas yra epigenetinis ištyrimas?

Epigenetinis tyrimas – tai analizė, kuria tiriami genų aktyvumo pokyčiai, nesusiję su genetinės DNR sekos pasikeitimais, bet veikiau su jos „įjungimu“ arba „išjungimu“ [4,5]. 

Dažniausiai šis tyrimas gali apimti DNR metilinimo, histonų modifikacijų, nekoduojančių ar mikroRNR analizes, kurios gali atskleisti, kaip ląstelės prisitaiko prie kintančios aplinkos ir kokį ilgalaikį poveikį sveikatai tai gali turėti [6]. 

Epigenetiniai tyrimai, ypač DNR metilinimo analizė, leidžia nustatyti ligų riziką, kurią lemia ne genetiniai pokyčiai, o aplinkos veiksniai [6].

Epigenetinis testas yra svarbūs daugeliui ligų, ypač tų, kuriose genų raiškos pokyčiai vaidina svarbų vaidmenį. Šios liga gali būti:

  1. Vėžys – epigenetiniai pokyčiai, tokie kaip DNR metilinimas ir histonų modifikacijos, dažnai randami įvairių vėžio formų atveju, pvz., krūties, plaučių ir storosios žarnos [7];
  2. Neurodegeneracinės ligos – Alzheimerio, Parkinsono ligos yra susijusios su epigenetiniais pokyčiais, kurie gali paveikti smegenų ląstelių funkciją ir prognozę [6];
  3. Širdies ir kraujagyslių ligos – epigenetiniai mechanizmai prisideda prie aterosklerozės, hipertenzijos ir širdies nepakankamumo vystymosi [8];
  4. Metabolinės ligos – 2 tipo cukrinis diabetas ir nutukimas dažnai susiję su epigenetiniais pokyčiais, kurie gali būti nulemti mitybos ir gyvenimo būdo [9];
  5. Psichikos sveikatos sutrikimai – depresija, šizofrenija ir potrauminio streso sutrikimas taip pat gali būti susiję su epigenetiniais pokyčiais [10];
  6. Autoimuninės ligos – sisteminė raudonoji vilkligė, reumatoidinis artritas ir išsėtinė sklerozė turi stiprų epigenetinį komponentą [11];

Svarbu pažymėti, kad epigenetiniai pokyčiai gali būti grįžtami, todėl jie tampa potencialiais taikiniais prevencinėms ir terapinėms intervencijoms [9]. 

Kas lemia epigenetinius pokyčius?

Epigenetinius pokyčius ir padidėjusią ligų riziką gali nulemti ir šie veiksniai:

  • Netinkama mityba;
  • Fizinio aktyvumo stoka;
  • Metabolinis sindromas;
  • Rūkymas;
  • Lėtinis stresas;
  • Aplinkos užterštumas;
  • Ankstyvos vaikystės patirtis ir kt. [4,5]

Epigenetiniai tyrimai atskleidė, kad ankstyvosios gyvenimo stadijos, ypač prenatalinis laikotarpis, yra kritiškai svarbios ilgalaikei sveikatai. Pavyzdžiui, moterų, kurios buvo nėščios per Olandijos badą 1944-1945 metais, palikuonys turėjo padidintą riziką susirgti kardiovaskulinės sistemos ligomis ir 2 tipo cukriniu diabetu, kas siejama su epigenetiniais pokyčiais [12].

Kodėl verta daryti epigenetinį ištyrimą?

Epigenetinė analizė turi svarbią prevencinę ir terapinę reikšmę:

  1. Ankstyva ligų diagnostika – leidžia nustatyti ligų riziką, prieš atsirandant klinikiniams simptomams [6];
  2. Asmeninė medicina – padeda pritaikyti gydymą pagal individualius genų raiškos pokyčius [9];
  3. Gyvenimo būdo poveikis – suteikia informaciją apie tai, kaip mityba, stresas ir kiti veiksniai veikia jūsų sveikatą bei skatina juos keisti (jeigu reikia) [13];
  4. Grįžtamumas – skirtingai nuo genetinių pokyčių, epigenetiniai pokyčiai dažnai yra grįžtami, todėl jie gali būti terapinių intervencijų taikinys [9];
  5. Paveldimos rizikos įvertinimas – atskleidžia, kaip ankstyvos gyvenimo patirtys gali paveikti ateities kartų sveikatą [12].

Kaip atliekami genetiniai DNR tyrimai?

DNR ištyrimo metu dažniausiai tiriamas ir į laboratoriją siunčiamas kraujo ar seilių mėginys. Akredituota DNR laboratorija naudoja įvairius metodus – polimerazės grandininę reakciją, sekoskaitą, kurių metu DNR mėginiai yra apdirbami ir analizuojami. Tyrimo metu nustatomas žmogaus genomas, įskaitant ligų riziką didinančius genetinius variantus ir genų mutacijas [14,15].

Šiuolaikinės technologijos, tokios kaip naujos kartos genų sekoskaita (angl. Next-generation sequencing, NGS), leidžia greitai ir tiksliai nuskaityti viso ar tam tikrų genomo dalių DNR seką, taip atskleidžiant paveldimas ligų rizikas, mikrobiomos sudėtį. Atliekant NGS, siekiama aptikti navikinių ląstelių genetinius pokyčius ir sukurti tikslines onkoterapijas. NGS vienu metu analizuoja milijonus DNR fragmentų, todėl yra itin efektyvi ir ekonomiška [16].

Epigenetiniai tyrimai, savo ruožtu, apima tokius metodus kaip DNR metilinimo analizė, chromatino imunoprecipitacija (ChIP) ir histonų modifikacijų tyrimai. Šie metodai leidžia įvertinti genų raiškos pokyčius, kurie nėra susiję su genetine seka, bet priklauso nuo aplinkos ir gyvenimo būdo veiksnių [4].

DNR tyrimų svarba ligų prevencijai – trumpai

Genetiniai ir epigenetiniai tyrimai suteikia galingus įrankius ligų prevencijai, ankstyvai diagnostikai ir gydymui. Genetinis tyrimas leidžia identifikuoti paveldimus rizikos veiksnius, o epigenetinis tyrimas atskleidžia, kaip aplinkos veiksniai veikia genų raišką ir ligų vystymąsi. Šių tyrimų integracija į klinikinę praktiką gali padėti sukurti individualizuotas prevencines strategijas, pagerinti sveikatos priežiūros kokybę ir sumažinti lėtinių ligų naštą visuomenėje.

References

  1. DNA Screen – Secure DNA testing for your future health. (2022). Monash.edu. https://dnascreen.monash.edu/index.html
  2. Afshar, N., English, D. R., & Milne, R. L. (2021). Factors Explaining Socio-Economic Inequalities in Cancer Survival: A Systematic Review. Cancer Control, 28, 107327482110119.
  3. Ferreira, R., et al. (2021). Long Term Outcomes of Post-Implantation Syndrome After Endovascular Aneurysm Repair. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery, 62(4), 561–568.
  4. Wang, Q., et al. (2020). Manipulating the surface composition of Pt-Ru bimetallic nanoparticles to control the methanol oxidation reaction pathway. Chemical Communications, 56(16), 2419–2422.
  5. Kim, K., et al. (2023). Association of adverse childhood experiences with accelerated epigenetic aging in midlife. JAMA Network Open, 6(6), e2317987–e2317987.
  6. Martínez-Iglesias, O., et al. (2021). Epigenetic Biomarkers as Diagnostic Tools for Neurodegenerative Disorders. International Journal of Molecular Sciences, 23(1), 13.
  7. Pineda De La O, E., et al. (2021). Influence of Additives on the In Situ Crystallization Dynamics of Methyl Ammonium Lead Halide Perovskites. ACS Applied Energy Materials, 4(2), 1398–1409.
  8. Giglio, R. V., et al. (2021). Genetic and Epigenetic Biomarkers for Diagnosis, Prognosis and Treatment of Metabolic Syndrome. Current Pharmaceutical Design, 27(35), 3729–3740.
  9. Zhang, L., Lu, Q., & Chang, C. (2020). Epigenetics in Health and Disease. Advances in Experimental Medicine and Biology, 1253, 3–55.
  10. Kokorelias, K. M., et al. (2022). A Systematic Review on Navigation Programs for Persons Living With Dementia and Their Caregivers. The Gerontologist, 63(8), 1341–1350.
  11. Foster, C., et al. (2022). The neural coding of face and body orientation in occipitotemporal cortex. NeuroImage, 246, 118783.
  12. Bakulski, K. M., & Fallin, M. D. (2014). Epigenetic epidemiology: Promises for public health research. Environmental and Molecular Mutagenesis, 55(3), 171–183.
  13. Feinberg, A. P. (2018). The Key Role of Epigenetics in Human Disease Prevention and Mitigation. New England Journal of Medicine, 378(14), 1323–1334.
  14. Stojan, I., et al. (2023). Evaluation of DNA extraction methods and direct PCR in metabarcoding of mock and marine bacterial communities. Frontiers in Microbiology, 14.
  15. Gupta, N. (2019). DNA Extraction and Polymerase Chain Reaction. Journal of Cytology, 36(2), 116–117.
  16. Abrishamifar, S. M., et al. (2018). The Cl Functionalized Aluminum Nitride (AlN) and Aluminum Phosphide (AlP) Nanocone Sheets as Hydrogen Selenide (H2Se) Sensor: a Density Functional Investigation. Acta Chimica Slovenica, 65(1), 208–212.