Поганий спадок: Чи варто боятися генетичних хвороб
Часто ми пояснюємо ті чи інші стану генетикою- міцне здоров'я "в тата", непереносимість молока "як у бабусі", відмінний голос і слух "в прадіда". Багато хвороб теж найпростіше пояснити генетикою, заодно як би знявши з себе відповідальність - адже ми можемо вплинути на власний спосіб життя, але не на гени. Про те, на що дійсно впливає генетика (по крайней мере, за доведеними даними) і які механізми в ДНК відрізняють людей один від одного, нам розповіла Ірина Жегуліна, лікар - клінічний генетик медичного центру "Атлас".
Як влаштовані хромосоми
Наш організм - дуже складна конструкція, що складається з цеглинок-клітин. В ядрі кожної клітини міститься молекула ДНК, туго скручена спіраль - якщо розгорнути її, вийде лінія довжиною два метри. Для зручності зберігання інформації молекули ДНК компактно упаковані у вигляді хромосом - окремих блоків - в 23 пари. Кожна хромосома в парі (крім хромосоми XY у чоловіків) несе одну і ту ж генетичну інформацію. Це забезпечує збереження даних: якщо в одній копії щось сталося, завжди можна вважати вірну інформацію з іншого.
Сама молекула ДНК містить гени, що представляють собою нескінченні комбінації з чотирьох нуклеотидів - A, T, G і C. Називаються вони так за першими літерами так званих азотистих основ, які містять - гуанін, аденін, тимін, цитозин. Пари утворюються завжди певним чином: аденін - з тиміном, гуанін - з цитозином. Саме така парна організація молекули дозволяє їй бути закрученою. Ген - це "інструкція", по якій в організмі утворюються білки, що виконують найрізноманітніші функції - від будівництва тканин до регулювання тонкої роботи головного мозку. Кожен ген - це послідовність підстав, при цьому ген може складатися як з декількох сотень "букв", так і з декількох мільйонів. Наприклад, білок, який необхідний для "упаковки" ДНК в хромосоми, кодується коротким геном, що складається з 500 пар основ. А один з найдовших генів в організмі кодує білок дистрофин (він бере участь в побудові м'язової тканини) і складається з 2,6 мільйона пар основ.
Довжина всього людського генома становить 3,2 мільярда пар основ. Однак не все це - гени. Гени складають всього 2%. Решта 98% - це не кодують ДНК, про функції якої вчені поки сперечаються. За однією з версій, ці ділянки регулюють роботу генів, по інший - є так званим генетичним вантажем, який з кожним поколінням незначно збільшується.
Як виникають мутації
Іноді в послідовності підстав, складових ген, трапляються заміни. Їх можна порівняти з друкарськими помилками в словах. Залежно від того, наскільки сильно змінюється "сенс" генного слова, розрізняють поліморфізм і мутації. Мутації - це зміни, які призводять до того, що в організмі утворюється білок зі значно зміненою функцією. Наприклад, при фенілкетонурії виникає мутація в гені, що кодує фермент, який переробляє фенілаланін - амінокислоту, яка міститься майже у всіх продуктах харчування. Через "дефектного" ферменту організм не може засвоювати цю амінокислоту - в результаті вона накопичується і токсично діє на нервову систему.
Якщо ж "сенс" генного слова змінюється несуттєво, білок виконує свої функції з незначними варіаціями. Наприклад, різні комбінації таких змін - поліморфізмів - можуть визначати різний колір очей, волосся і навіть генетичну схильність до частих захворювань, наприклад цукрового діабету і хвороб серця і судин.
Мутації можуть відбуватися не тільки всередині гена, але і в цілих хромосомах. Тоді вони називаються геномних або хромосомними. Це значні перебудови (наприклад, зміна кількості хромосом), і призводять вони до серйозних захворювань. Наприклад, при синдромі Дауна у людини не дві, а три двадцять перших хромосоми, а при синдромі Шерешевського - Тернера відсутня друга Х-хромосома. Мутації можуть полягати і в "рокіровку" хромосом - коли вони змінюють своє місце або зливаються. Носії таких мутацій найчастіше здорові, але ризик народження дитини з важким генетичним синдромом у них значно підвищується.
Які спадкові захворювання найчастіші
Кожен з нас від народження - носій набору генних мутацій. Оскільки у кожної хромосоми є копія, мутації, як правило, не дають про себе знати, і хвороби не розвиваються. Однак якщо два носія генів одного захворювання стають парою, то ризик народити дитину з захворюванням - 25%. Власне, з цієї причини вважається, що родинні шлюби небезпечні - у людей зі схожою генетикою набагато вище ризик збігу мутацій.
Кожна людина в середньому є здоровим носієм до десяти мутацій, які пов'язані з рідкісними генетичними захворюваннями - муковісцидоз, фенілкетонурію, хворобою Тея - Сакса і багатьма іншими. Найбільш часті спадкові захворювання - це гемохроматоз (мутація в гені HFE - до двох випадків на тисячу), муковісцидоз (мутація в гені CFTR - до п'яти випадків на тисячу), фенілкетонурія (мутація в гені PAH - до одного випадку на тисячу), вроджена дисфункція кори надниркових залоз (мутація в гені CYP21 - до одного випадку на тисячу), вроджена глухота (мутація в гені GJB2 - до двох випадків на тисячу), вроджена сліпота (мутації в різних генах - до одного випадку на тисячу), хорея Гентингтона (мутація в гені HTT - до п'яти випадків на тисячу), нейрофіброматоз (мутації я в гені NF1 - до чотирьох випадків на тисячу), полікістоз нирок (мутація в гені PKD1 - до восьми випадків на тисячу). Такі захворювання неможливо повністю вилікувати, але за допомогою терапії можна в більшій чи меншій мірі полегшити прояви синдрому - звичайно, в залежності від його тяжкості. Оскільки багато з цих захворювань серйозно ускладнюють стан дитини і всю його подальше життя, вчені розробили превентивні заходи.
Персоналізована медицина зробила доступними скринінгові генетичні тести, які дозволяють просканувати ДНК майбутніх батьків на мутації, пов'язані з генетичними хворобами. Якщо виявлені у пари мутації не пов'язані з одним і тим же захворюванням, то ризик для дитини буде мінімальним, але при виявленні однакових мутацій ризик стає рівним 25% і розцінюється як високий. Лікар-генетик пропонує парі всіх можливих профілактичних заходів, щоб дитина не успадкував ці мутації і народилася здоровою: це може бути ЕКО з попереднім вибором здорових по даній мутації ембріонів, пренатальна генетична діагностика, коли у вагітної жінки беруть зразок клітин ембріона, що розвивається, або неонатальний скринінг відразу при народженні.
Не всі мутації - від батьків
Мутації можуть купуватися та протягом життя - найчастіше їх вивчають в онкології. Клітини нашого організму постійно діляться, і при кожному діленні виникають помилки, це природний процес. Його компенсують спеціальні ферменти, що відновлюють ДНК: вони "стирають" помилки і вставляють на їх місце правильні елементи. Проте по ряду причин помилки можуть накопичуватися - і якщо хоча б одна помилка збереглася в кодує частини геному, це може вплинути на роботу білків, в тому числі ферментів. У разі онкологічних захворювань такі мутації виникають в генах, що регулюють поділ клітин - в результаті воно стає безконтрольним. Найбільш уразливі в цьому плані тканини, де клітини діляться особливо активно: епітелій кишечника, легені, органи репродуктивної системи.
Придбаними можуть бути і геномні (хромосомні) мутації. Наприклад, в клітинах кісткового мозку такі мутації можуть призвести до злиття генів, які регулюють один одного, що порушить клітинний розподіл. Вважається, що основні чинники, які можуть призвести до накопичення помилок, - це вплив іонізуючої радіації (рентгенівських променів) у великих кількостях, вплив канцерогенів при роботі на шкідливому виробництві. Інші фактори, включаючи екологію, теж впливають, але в меншому ступені.
Яка роль генетики в частих хворобах?
У найчастіших захворювань, включаючи атеросклероз, подагру, цукровий діабет, ожиріння і карієс зубів, є певний генетичний компонент. Але все ж вони багатофакторні, тобто багато в чому обумовлені обставинами, в тому числі способом життя і харчуванням. Лікарі будь-яких спеціальностей запитують, чи були в родині випадки подібних захворювань, щоб з'ясувати, чи є підвищений ризик, але потрібно розуміти, що той же цукровий діабет може розвинутися з причин, пов'язаних з харчовими звичками, навіть якщо у родичів його не було. І навпаки, знання своїх ризиків допомагає вчасно зайнятися способом життя і запобігти таким захворюванням.
Є генетичний фактор і у алергії, але не будь-який - в першу чергу це астма, алергічний риніт, екзема. Нещодавно було проведено дослідження, яке зв'язало генетику і розвиток так званого атопічного маршу - цілої групи алергічних захворювань, які зазвичай розвиваються з раннього дитинства, переходячи одне в інше або з'єднуючись один з одним. Сьогодні відомо сім ділянок в ДНК, які достовірно пов'язані з підвищенням ризику ранньої екземи у дітей і астми, пов'язаної з алергією на цвітіння. Загалом, що стосується алергії, генетичну основу мають серйозні і стійкі зміни здоров'я, часто прогресуючі. Якщо ж у вашої бабусі періодично виникала алергія на цвітіння липи, а у дідуся - на цитрусові, зовсім не факт, що ви зіткнетеся з цим же через спадковості. Ще алергією часто називають непереносимість, тобто нездатність організму правильно переробляти різні речовини. Непереносимість (найчастіше лактози, глютену, алкоголю, кофеїну) дійсно обумовлена генетикою.
Люди схильні пов'язувати з генетикою речі, які складно пояснити або зрозуміти. "У вас генетика така" - цю фразу можна почути навіть від деяких лікарів. За словами Ірини Жегуліна, багато стану, дійсно пов'язані з генетикою, наприклад вульгарний іхтіоз, залишаються поза увагою і без належного лікування. Стану ж, які люди формулюють по їх проявів, наприклад, "часто болить горло", "часто болить голова - це в маму", - скоріше, лише поширені симптоми. Перш за все треба знайти їх причину для призначення адекватної терапії, а не миритися з уявної спадковістю цих частих станів.
фотографії: vectorfusionart - stock.adobe.com (1, 2, 3)
