Prediktivní genomika

PREDIKTIVNÍ GENOMIKA

Až donedávna jsme museli karetní hru svého života hrát potmě, nemohli jsme se podívat, s jakými kartami hrajeme. To se dokončením projektu Human Genome Project V ROCE 2003 změnilo. Od té doby známe nejen vlastní karty, ale prostřednictvím intenzivníHO vědeckého výzkumu KAŽDÝ TÝDEN poznáváme i STÁLE NOVÉ karty našich zákeřných soupeřů – třeba rakoviny, cukrovky či srdečního infarktu.

Co je  prediktivní genomika?

Prediktivní genomika identifikuje nejvýznamnější polymorfismy SNP, které určují predispozice k onemocněním, jimž je možno při znalosti těchto SNP účinně předejít nebo je vhodně ovlivnit. Tyto polymorfismy tak ukazují tendence. Na to, co se skutečně stane a jak se projeví geny, má totiž zásadní vliv životní prostředí a životní styl – jídelníček, plán cvičení, stres, doplňky stravy a léky (jsou-li nezbytné).

Tajemství ukryté v SNP‘s

Polymorfismy jednoho nukleotidu (single-nucleotide polymorphisms – SNP‘s) vznikají záměnou jednotlivých nukleotidů (adenin, guanin, thymin, cytosin) ve struktuře DNA. Tato záměna může změnit fungování vašeho těla a zvýšit či snížit odolnost k onemocněním.

Personalizovaná lékařská péče dle DNA

Personalizovaná medicína znamená výběr nejvhodnější péče včetně léčby pro jednotlivce nebo také “laicky” medicínu šitou na míru genomu daného pacienta. To představuje přesnou a správnou diagnostiku s navazujícím doporučením pro konkrétního pacienta, navíc aplikovaným ve správný čas a případně ve správné léčebné dávce.

„Zatímco geny vytvářejí predispozici, externí faktory, jako je životní prostředí, stres, životní styl a stravovací zvyklosti, mají významný vliv na vlastní vznik onemocnění, a tím ovlivňují skutečnou senzitivitu neboli citlivost k němu. Vznik nemoci tak není závislý jen na samotném genetickém kódu, ale máme jej ve svých rukou.” MUDr. Petr Hora, MBA, 5Pmedicína, www.5Pmedicine.com

Human Genome Project

Tento projekt se soustředil na dekódování celé sekvence jednotlivých „písmen“ – nukleotidů, která se nacházejí v lidské DNA. Posloupnost tvořily zhruba tři miliardy písmen. Jednotlivá písmena se skládají do „slov“ o třech písmenech (kodóny), která vytvářejí proteinové „věty“, jež se spojují do 25 000 „odstavců“ (genů) vytvářejících 23 „kapitol“ (chromozomů) naší kompletní genetické informace.
Reference: https://www.genome.gov/12011238

Minimální rozdíly v lidské DNA

Téměř 99,8 % lidské DNA se u všech lidí shoduje. Zlomek jednoho procenta, kterým se od sebe lišíme, vytváří celou různorodost našeho života a zajišťuje, že žádní dva lidé (mimo jednovaječných dvojčat) nejsou zcela stejní.

Genome-Wide Association Studies (GWAS)

GWAS je projekt, který zahrnuje sdílení nových informací o analýze genomu. Cílem je nalézt genetické varianty přímo spojené s určitou chorobou. Jakmile jsou tyto nové genetické varianty  identifikovány, vědci je mohou ihned použít k vytvoření lepších postupů pro prevenci, časnou detekci a léčbu nemocí.
Tyto poznatky jsou zvláště vhodné pro genetické odchylky, které přispívají k civilizačním chorobám, jako je rakovina, diabetes, onemocnění srdce a duševní choroby.
Reference: https://www.genome.gov/20019523

Projekt Precizní medicíny v USA

Precizní medicína je nový přístup v prevenci a léčbě nemocí, který bere v úvahu individuální rozdíly v genech, životním prostředí a životním stylu. Precision Medicine Initiative® má za cíl vytvořit přesné vědecké důkazy k zavedení konceptu precizní medicíny do klinické praxe. Projekt probíhá v USA pod záštitou prezidenta Baracka Obamy od března 2015.
Reference: http://www.nih.gov/precision-medicine-initiative-cohort-program

Příklady a studie:

Rakovina prostaty

Studie provedená u 2 893 pacientů s rakovinou prostaty a kontrolní analýza u 1 781 pacientů bez patologického nálezu potvrdily přímou souvislost – kumulativní efekt – mezi pěti SNP a vznikem rakoviny prostaty.
Kumulativní účinek této pětice polymorfismů a rodinné anamnézy byl nezávislý na hladině antigenu PSA.
Cumulative association of five genetic variants with prostate cancer. Zheng SL. N Engl J Med. 2008 Feb 28;358(9):910-9

Rakovina tlustého střeva a konečníku

Význam projektu GWAS prokázala studie provedená u 18 299 pacientů s touto rakovinou, která ukázala na přímou souvislost s šesti SNP’s. Tato studie, publikovaná v polovině roku 2015, potvrdila obrovský význam
sdílení informací k optimální prevenci a časné detekci u nositelů šesti daných jednonukleotidových polymorfismů.
Genome-wide association study of colorectal cancer identifies six new susceptibility loci. Schumacher FR. Nat Commun. 2015 Jul 7

Rakovina prsu

Rakovina prsu je nejčastějším typem rakoviny u žen a je také nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu u žen. Vedle individuální genetické predispozice hraje důležitou roli rodinná a osobní anamnéza (časné menarche, brzké první těhotenství, doba kojení, bezdětnost či pozdní menopauza), které ovlivňují vývoj rakoviny prsu. K tomu přistupují zevní faktory, jako je hormonální léčba, konzumace alkoholu, kouření  a působení herbicidů. Obezita, sedavý životní styl a nízká hladina vitaminu D jsou taktéž popisovány jako rizikové faktory pro vznik rakoviny prsu. Rozlišujeme dědičné formy rakoviny prsu, který je typicky charakterizovány mutacemi v genech, jako je BRCA1, BRCA2, TP53 a PTEN.

Ženy s rodinnou anamnézou karcinomu prsu by měly vždy přemýšlet o analýze těchto genů vzhledem k přítomnosti vysokého rizika kancerogeneze. Tyto dědičné rakoviny prsu jsou však zodpovědné za pouze 5–10 % všech případů rakoviny prsu. Zbývající riziko nedědičné rakoviny prsu je možné stanovit pomocí analýzy 24 SNP’s.
Precision medicine for metastatic breast cancer. Deluche E. Am Soc Clin Oncol Educ Book. 2015:e2-7

Prediktivní genomika v praxi

Jak geny ovlivňují tělesnou hmotnost

Analýza predispozic ovlivňujících tělesnou hmotnost zahrnuje vyšetření genů zodpovědných za vybrané metabolické dráhy a fyziologické mechanismy, které je možno cíleně ovlivnit. To umožňuje účinně zamezit vzniku nadváhy či obezity dle DNA nebo ho zcela zvrátit – přesně dle vašich genů.

Kontrola chuti k jídlu – apetitu

Analyzované geny:
LEP – LEPR – 5HTR2A – GHRL – NPY – FTO

Systém řízení chuti k jídlu vyžaduje koordinaci mezi trávicím traktem, tukovou tkání a mozkem. Tu podmiňuje činnost různých hormonů, zejména ghrelinu a leptinu, i funkce jejich receptorů.
Jak ji ovlivnit – příklady:

• pravidelný spánek o délce 7,5–8 hodin s monitorací jeho kvality
• dostatečný příjem aminokyseliny tryptofanu ve vašem jídelníčku
• potravinové doplňky s červeným korejským ženšenem
• potravinové doplňky s rozchodnicí růžovou (Rhodiola rosacea)

Antropometrie a energetický výdej

Analyzované geny:
ADIPOQ – ADRB1 – ADRB3 – COMT – ACE – ADRB2 – APOA5

Geny v této části jsou přímo spojeny s antropometrickou charakteristikou vaší postavy neboli zjednodušeně s předpoklady pro postavu typu jablko, hruška či chilli paprička. Analýza genetických predispozic pro bazální metabolismus zahrnuje i stanovení citlivosti beta-adrenergních receptorů.

Jak je ovlivnit – příklady:

• snažte se pravidelně cvičit – nejlépe 3–5x týdně – dle připraveného plánu a s monitorací tepové frekvence během aerobního tréninku
• zahrňte do jídelníčku zázvor a na kapsaicin bohaté potraviny
• pijte zelený čaj nebo užívejte potravinové doplňky ze zeleného čaje
• zvyšte příjem polyfenolických sloučenin, jako je například resveratrol

Metabolismus tuků a adipogeneze

Analyzované geny:
ADRB2 – PLIN – FAB2 – LIPC – PEMT – APOC3 – PPARg – IRS1 – INSIG2

Analýza genetických predispozic pro metabolismus lipidů předpokládá vytvoření rovnováhy mezi jejich degradací (lipolýzou) a syntézou (liponeogeneze) podle energetických potřeb organismu. Důležité je i cílené ovlivnění tvorby mastných kyselin a cholesterolu. Ovlivnění procesu adipogeneze, během kterého se pre-adipocyty diferencují do zralých tukových buněk, umožňuje ovlivnit inzulinovou senzitivitu, energetickou rovnováhu, metabolismus lipidů, glukózy i zánětu.

Jak je ovlivnit – příklady:

• zahrňte do jídelníčku olej z lněného semínka a zvyšte příjem cholinu
• vyhněte se cukrům a tukům bezprostředně před fyzickou aktivitou
• obohaťte svou snídani vápníkem, vitaminem D a zvyšte příjem chromu

Chronický zánět

Analyzované geny:
IL1b – CRP –TNFalafa

Morfologické změny v tukové tkáni spojené s obezitou vyvolávají nadměrnou sekreci široké palety prozánětlivých mediátorů, což může přímo vést k rozvoji civilizačních chorob.Jak jej ovlivnit – příklady:

• zahrňte do jídelníčku na arginin bohaté potraviny
• podstupujte pravidelnou fyzickou aktivitu, zejména aerobní sporty
• zvyšte příjem ovoce a zeleniny
• preferujte tmavou, vysokoprocentní čokoládu

Literatura:
Gene-environment interactions and obesity: recent developments and future directions. Huang T. BMC Med Genomics. 2015;8 Suppl 1:S2
From obesity genetics to the future of personalized obesity therapy. El-Sayed Moustafa JS.Nat Rev Endocrinol. 2013 Jul;9(7):402-13
Obesity and genomics: role of technology in unraveling the complex genetic architecture of obesity
Apalasamy YD. Hum Genet. 2015 Apr;134(4):361-74

 

Sledujte nás na Facebooku: www.facebook.com/healthbeautycz

Sledujte nás na Instagramu: www.instagram.com/health_and_beautycz