Genetsko kartiranje bi moralo spremeniti diagnozo redkih bolezni

Na žalost kljub vsem znanstvenemu in tehnološkemu napredku zadnjih desetletij še vedno obstajajo številne zdravstvene težave, katerih vzroki so neznani in za katere ni zdravljenja. Vendar je nenamerno partnerstvo, ki je nastalo med očetom, ki je neprijeten, ker ni našel diagnoze za sinovo bolezen, in genetikom, specializiranim za bioinformatiko, spremenil ta scenarij. To je zato, ker je "diagnostična odiseja", ki sta jo doživela oba, privedla do revolucionarnega pristopa, ki temelji na kartiranju genoma pacientov in njihovih staršev, da ne le ugotovijo izvor težave, ampak tudi pomagajo pri izbiri najboljšega zdravljenja.

Skriti odgovor v DNK

Po besedah ​​Sarah Elizabeth Richards iz Wireda se je vse začelo pred približno 10 leti, ko je Massimov živčni sistem, star komaj 11 mesecev, propadel in noben zdravnik ni mogel najti vzroka za težavo. V samo 90 dneh je dojenček izgubil sposobnost lezenja ali sedenja sam in ni mogel več komunicirati. Majhen deček je bil podvržen najrazličnejšim testom, vključno s CT preiskavami in mišičnimi biopsijami, v njegovo majhno telo so bile vstavljene epruvete in kdo ve, koliko injekcij, anestezij in uboda je ubogi vzel, medtem ko so različni strokovnjaki poskušali ugotoviti, kaj ima.

Zdravniki so ugotovili, da je fant verjetno trpel za levkodistrofijo, genetsko motnjo, ki povzroča degeneracijo bele snovi v možganih. Toda utrujen od tega, da je njegov sin trpel in nezadovoljen, ker ni natančno vedel, kaj povzroča težavo, se je Stephen Damiani, Massimov oče - in strokovni strokovnjak za obvladovanje tveganj - odpravil na svoje poslanstvo, da bi ugotovil, kaj se skriva za težavo. uničujoča bolezen otroka.

Ne vedoč, kaj storiti s podatki, je Stephen takrat vložil 10.000 dolarjev v zemljevid Massimovega genoma. Otrokov oče je začel delati na ogromni količini informacij, pridobljenih iz dečkove DNK - tako, da bi ugotovil, katere mutacije so odgovorne za otrokovo stanje, in da bi ugotovil, ali sta on in njegova žena nosilca genov in lahko preneseta težava za druge otroke, če bi razširili družino - in povsem po naključju in čisto srečo je njihova zgodba padla na strokovnjaka za genetika in bioinformatiko Ryana Tafta.

Diagnostična odiseja

Če je človekovo sekvenciranje genoma mogoče opraviti danes pred 1 dnevom, 10 leti, je analizator genoma, ki je bil uporabljen za tovrstno delo, lahko preslikal približno 10 genomov na leto. Stroški testov so bili precej previsoki, poleg tega so bile še vedno v povojih razpoložljive genetske baze podatkov - vrste katalogov, ki vsebujejo DNK podatke tisoč ljudi, ki jih je mogoče uporabiti v znanstvene namene. Da ne omenjam zmogljivosti računalniške obdelave in razpoložljivosti programske opreme, algoritmov itd. je bila dramatično nižja kot danes.

Toda dva moška sta se odpravila na pravo odisejo, da bi poskusila ugotoviti, v čem je težava Massimo in po približno 3 letih raziskav vzpostavila stike s strokovnjaki z vsega sveta, testirala, razvijala nove tehnologije in veliko, veliko predanosti. in vztrajnost, Taft in Damiani sta lahko opredelila Massimovo diagnozo: 2 različici gena z imenom DARS, ki nikoli ni bil povezan z boleznijo pri ljudeh. Po odkritju je bilo približno 20 otrokom diagnosticirano isto mutacijo Massima po vsem svetu.

Zapuščina

Zahvaljujoč definiciji diagnoze so strokovnjaki, ki se ukvarjajo z Massimom, lahko predlagali in preizkusili zdravljenje za fanta, pa tudi ugotovili prognozo njegovega stanja. A to še ni bilo vse. Prepoznavanje genetskih razlik je otrokovim staršem omogočilo, da so se izognili izolaciji in poiskali druge družine, ki trpijo podobne napake, in vzpostavili podporne mreže in izmenjavo informacij. Par Damiani je prav tako ugotovil, da Massimova levkodistrofija ni povzročena z genetskim dedovanjem, kar pomeni, da nista tvegala, da bi mutacijo prenesla na druge otroke.

Na žalost je Massimo leta 2015 umrl pri 9 letih, toda odisejada za odkrivanje vzroka njegovega stanja je povzročila revolucijo, ki sicer še vedno počne svoje prve korake, obljublja z genetskim kartiranjem, da ne bo le pomagala pri diagnozi zelo redki sindromi, kot je prepoznavanje bolezni, še preden se manifestirajo, in razvoj posebnih terapij za zdravljenje vsakega primera.

Obetavna prihodnost

Da bi imeli idejo, ocenjujejo, da 400 milijonov ljudi po vsem svetu trpi za nekakšnim redkim stanjem, od tega jih 80% živi s sindromi, ki jih povzročajo okvarjeni geni. Do nedavnega je bila spodbuda za raziskovanje in iskanje zdravil za mnoge od teh bolezni majhna zaradi majhnega števila prizadetih posameznikov in le 5% teh zdravstvenih težav se sploh zdravi. A to se hitro spreminja z naraščajočim zanimanjem za razvoj novih terapij in vse več zdravil prihaja do pacientov.

Daft je danes zadolžen za podjetje v San Diegu v Kaliforniji, imenovano Illumina, njegova naloga pa je vsem otrokom - in ljudem - redkih bolezni na svetu zagotoviti dostop do genetskega zaporedja in obdelave podatkov, tako da pogoji so pravilno diagnosticirani, zato te preiskave zapustijo iz laboratorijev in dosežejo bolnišnice, ambulante in klinike v svetovnem merilu.

Proizvajalci opreme za kartiranje genomov zagotavljajo, da se pričakuje, da bodo stroški naprav v naslednjih nekaj letih padali, s čimer bo tehnologija cenovno dostopnejša. Poleg tega bo možnost za povečanje števila AI in strokovnjakov za strojno učenje, da se pridružijo pobudi o uporabi naprav za odstranjevanje DNK za gene, ki ne delujejo tako, kot bi morali, zagotovo privedla do preboja tega novega pristopa k diagnostiki. In nenazadnje naložba, ki jo zdaj vlagamo, lahko pomeni, da bodo raziskave in zdravljenje redkih bolezni v bližnji prihodnosti postale manj frustrirajoče, drage in boleče za bolnike in njihove družine.

Genetsko kartiranje bi moralo spremeniti diagnozo nad redkih bolezni s pomočjo TecMundo