Rīgas Stradiņa universitātes Onkoloģijas institūta direktors EDVĪNS MIKLAŠEVIČS ir pievērsies ģenētikai — zinātnei, kas pašlaik progresē ļoti strauji. Viņš uzskata, ka nākamajos piecos gados tā būs attīstījusies līdz līmenim, par kādu šodien pat nevaram iedomāties. “Studentiem saku: kad būsiet rezidenti, ģenētika jūs panāks un iekaustīs no aizmugures. Skaidrs, ka ģenētiskie “horoskopi” būs daudz kvalitatīvāki par astroloģiskajiem.”
Ķirurgam — skalpelis, internistam — fonendoskops, asinsspiediena mērītājs, radiologam — magnētiskā rezonanse vai datortomogrāfs... Kas ir ģenētiķa un molekulārā biologa galvenais darbarīks?
Ģenētika un molekulārā bioloģija ir fundamentāli atšķirīgas jomas. Molekulārā bioloģija pēta, kā darbojas šūnas molekulārie mehānismi, kāds ir DNS sastāvs, kā notiek fermentu sintēze un tamlīdzīgi, bet ģenētika nodarbojas ar pārmantošanas izpēti: pazīmju nodošana no paaudzes uz paaudzi, fenotipa pārmaiņas. Protams, izpētes lauks dažās vietās pārklājas.
Ģenētika pirmām kārtām ir ciltskoka izpēte, jo tad var secināt, kā pārmantojas, piemēram, slimības. Tāpēc ģenētiķu galvenais darbarīks ir lielas ģimenes ar lieliem ciltskokiem, jo paveras plašāks novērojumu lauks, lai konstatētu, kā no paaudzes uz paaudzi pārmantojas dažādas pazīmes, kā sadalās dažādi gēnu varianti. Kāpēc viens bērns ģimenē piedzimst vesels, bet nākamais tajā pašā ģimenē dzimušais ir slims. Lai identificētu gēnus, izmantojam vairākus marķierus. Novērojam, kuras pazīmes pārmantojas, ar kuriem marķieriem tās iet kopā, kā šie marķieri korelē, pāriet no cilvēka uz cilvēku ar noteiktām pazīmēm un noteiktiem fenotipiem.
Liela daļa ģenētisko pētījumu tiek veikti populācijās, kas kaut kādu iemeslu dēļ dzīvo izolēti no pārējās pasaules. Tādi ir huterīti — reliģiska grupa, kas dzīvo nelielās noslēgtās kopienās Kanādā un ASV. Viņu reliģiskie uzskati neļauj veidot ģimeni ar kādu no ārpasaules, dzīvesbiedrs jāizvēlas kopienas ietvaros. Šā iemesla dēļ ir daudz radniecīgu laulību un lieli ciltskoki, tāpēc vieglāk noteikt ģenētiskos variantus, kas izraisa patoloģijas, nekā to būtu iespējams izdarīt populācijā, kur nav tik noslēgta vide un ciešu radniecības saišu.
Izcilais fiziķis Einšteins teicis, ka svarīgākais ir nekad nepārstāt uzdot jautājumus. Kas ir būtiskie jautājumi, uz kuriem jūs gribētu rast atbildes?
Lai studenti labāk izprastu ģenētikas būtību, lekcijās mēdzu stāstīt kādu vienkāršu anekdoti: ja bērns līdzinās tēvam, tā ir formālā ģenētika, bet, ja kaimiņam, tad tā ir ārējās vides iedarbība.
Būtībā tā nav anekdote, jo tas, kā mēs izskatāmies, kādi esam, ir kompromiss starp gēnu variantiem, ko esam saņēmuši no saviem vecākiem, un ārējās vides ietekmi. Dažas pazīmes ir predeterminētas, tās nevaram mainīt un droši vien arī nekad nevarēsim mainīt, piemēram, novērst Dauna slimību. Bet ir kompleksas pazīmes, ko lielā mērā nosaka ārējās vides faktori, kaut vai uzņēmību pret infekcijas slimībām. Un tad ir daudz svarīgu pazīmju gan normā, gan patoloģijā, kuras nosaka ārkārtīgi daudzu gēnu variantu kombināciju. Starp šīm patoloģijām pieminamas gan kardiovaskulārās slimības, gan cukura diabēts, gan šizofrēnija. Šīs gēnu kombinācijas predisponē arī cilvēka ķermeņa masas indeksu un kognitīvās spējas, bet ne tikai, šis saraksts ir ļoti garš.
Grūtākais un vienlaikus interesantākais uzdevums ģenētiķiem ir noteikt, kā vienu vai otru pazīmi ietekmē pārmantotie ģenētiskie faktori un cik lielā mērā ārējās vides faktori.
RSU Onkoloģijas institūta interešu fokusā ir pārmantotie ļaundabīgie audzēji. Mums ir tehniskie līdzekļi, lai noteiktu dažādus marķierus un aprakstītu salīdzinoši lielu daļu no šīs predispozīcijas ar noteiktiem ģenētiskiem variantiem.
Ne visas sievietes, kam ir gēnu patogēnie varianti, saslimst ar krūts vēzi. Tāpēc būtu interesanti saprast, kādi ārējie faktori vai citi ģenētiskie faktori ļauj daļai sieviešu, kam ir šis patogēnais variants, nesaslimt ar vēzi. Ja izdotos to noskaidrot, mēs varētu izstrādāt profilaktisku līdzekli un samazināt cilvēku skaitu, kurus ģenētiski pārmantoto ļaundabīgo audzēju dēļ apdraud onkoloģiskās slimības.
“Kāpēc tieši es, kāpēc slimība skāra mani?” — šādu jautājumu pacienti uzdod fatālu, smagu diagnožu gadījumā. Daļēji uz šiem jautājumiem spēj atbildēt ģenētika. Cik lielā mērā šobrīd?
Patlaban ģenētikas zinātne attīstās ļoti strauji. Šajā sakarā pieminēšu zinātniskās fantastikas filmu “Gattaca”: darbība norisinās netālā nākotnē, kad darba devējs no potenciālā darba ņēmēja vairs neprasa rekomendācijas vēstuli (tā jau ir pagātne!), bet interesi izrāda tikai par genomu, kas ļauj pateikt, ko no cilvēka var sagaidīt. Vai viņam piemīt tādi dotumi, lai varētu kļūt par olimpisko čempionu peldēšanā, vai arī ne uz ko tādu nav ko cerēt. Filmas varoņi nepārtraukti cenšas iegūt cits cita DNS paraudziņus, lai noskaidrotu, vai šis cilvēks būs vērtīgs darbinieks, vai ar šo cilvēku ir vērts veidot attiecības.
Mēs esam pavisam tuvu filmā ieskicētajai nākotnes ainai. To var raksturot ar diviem piemēriem. Pirms apmēram gada ASV Pārtikas un zāļu pārvaldē tika iesniegti divi pieteikumi uz preimplantācijas diagnostiku. Pirmais bija uz pirmā tipa cukura diabētu, kas ir daudzfaktoru patoloģija, ko nosaka gēnu ģenētiskie varianti un ārējās vides faktori. Nevar 100 % pateikt, ka cilvēks saslims, taču ģenētiskā predispozīcija ir ļoti liela un riskus saslimt var noteikt diezgan precīzi.
Otrs pieteikums uz preimplantācijas diagnostiku bija IQ noskaidrošana. Jo arī mūsu kognitīvās spējas ir diezgan stipri predisponētas. Cilvēkam var būt ideāla ģenētiskā kompozīcija, bet, ja viņš aug nelabvēlīgā vidē gluži kā Kiplinga grāmatas “Mauglis” galvenais varonis, intelektuālā attīstība var nebūt tik sekmīga, kā tas notiktu labvēlīgos apstākļos, jo ārējās vides faktori nenoliedzami ir svarīgi.
Taču intelektuālo koeficientu iespaido arī ģenētika, ne tikai ārējā vide. Amerikāņu zinātnieki savā testā spēj diezgan precīzi noteikt varbūtējo IQ. Viņi saka — mēs turpināsim to darīt, lai varētu blastocistai (embrijam) atklāt (blastocistai nevar būt garīgā atpalicība. Garīgo atpalicību nosaka paredzamajam bērnam, izmantojot DNS no blastocistas), vai ir smaga garīga atpalicība vai nav. Tas parāda, ka daudz ko spējam paredzēt, izzinot noteiktu gēnu variantu kombināciju. Ja pirms gadiem divdesmit pēc ģenētiskajām analīzēm varējām pateikt — šeit ir patogēnais variants gēnā, kas kodē fibrilīnu, tāpēc 100 % attīstīsies Marfāna sindroms, tad šodien pēc DNS secībām ģenētiķi var paredzēt risku saslimt ar Alcheimera slimību, var prognozēt cilvēka kognitīvās spējas, ķermeņa masas indeksu un tamlīdzīgi. Taču šeit ir divi “bet”: cik ētiski ir noteikt blastocistai (embrijam) varbūtējo IQ un pirmā tipa cukura diabēta iespējamību, ja ģimenē ir bijuši slimības gadījumi?
Ģenētikas zinātne tagad progresē ļoti strauji. Domāju, ka nākamajos piecos gados tā būs attīstījusies līdz līmenim, par kādu šodien pat iedomāties nevaram. Studentiem saku — kad būsiet rezidenti, ģenētika jūs panāks un iekaustīs no aizmugures. Vai tas ir labi vai slikti, nezinu, bet skaidrs, ka ģenētiskie “horoskopi” būs kvalitatīvāki par astroloģiskajiem. Nezinu, vai tas ir patiesi vai nepatiesi, bet tika izplatīta informācija, ka Ķīnā kāds zinātnieks ir rediģējis nedzimuša bērna genomu. Domāju, ka veidos padomes, kas izstrādās nolikumus, ko drīkst un nedrīkst darīt.
Atskatoties uz cilvēces vēsturi, var tikai secināt, ka neviens augs, neviens dzīvnieks, neviena suga cilvēkam nav šķitusi pietiekami laba, tāpēc nodarbojās ar selekciju: krustoja šķirnes, lai sugu uzlabotu. Kā pirms simt gadiem izskatījās suņi un kā daudzas šķirnes izskatās tagad? Diezgan graujošas atšķirības! Pašlaik zinātnieki ķērušies pie savas sugas uzlabošanas, taču sabiedrību daudz vairāk par to satrauc, ka ir ģenētiski modificēta soja vai kokvilna. Pieļauju, ka pavisam drīz ģenētiski modificēti cilvēki cīnīsies pret ģenētiski modificētās pārtikas komercializāciju. Ciktāl tas aizies, šodien neviens nespēj paredzēt, bet izskatās, ka pirksti niez.
Foto: Inese Austruma
Pilnu raksta versiju lasiet Doctus 2020. gada janvāra numurā
