Коллекция поломок. Собрание мутаций послужит борьбе с онкологическими болезнями

Какую роль в развитии тех или иных болезней играет наследственность? Ответ на этот чрезвычайно важный для нашего здоровья вопрос ищут научные группы ведущих исследовательских центров. Коллектив лаборатории “Экстремальная биология” Казанского федерального университета под руководством кандидата биологических наук Олега ГУСЕВА изучает наследственные генные мутации, связанные с развитием онкологических заболеваний, в разных регионах России. Ученые собрали самую большую коллекцию генных мутаций пациентов с наследственными формами рака в СНГ и пришли к выводу, что существует взаимосвязь онкомутаций в генах и тем, на какой территории проживает пациент. Связано ли это с национальностью, этнической принадлежностью, еще предстоит выяснить. Могут быть и причины, не связанные с генетикой: климатические условия и экология региона. Главное — первый большой шаг в важном направлении сделан. Ученые собираются и дальше развивать проект, что называется, и вширь, и вглубь. Обо всем этом Олег Гусев рассказал “Поиску”.

— Некоторая часть людей имеет повышенный риск развития онкологических заболеваний из-за генетических особенностей, — рассказывает Олег Александрович. — Наследственные причины составляют примерно 9-10% всех случаев онкологии. Риск возникновения рака связан с передающимися по наследству мутациями. Известен ряд генов, поломки в которых становятся причиной онкологических заболеваний. У некоторых людей уже при рождении такие гены частично повреждены. В этом случае одна из двух копий гена (по одной мы получаем от каждого родителя) несет патогенную мутацию. Такие люди изначально здоровы, но есть большая вероятность того, что и вторая копия гена сломается и разовьется рак.

Очень важно понимать, связан ли конкретный случай рака с генетикой, передающейся по наследству, и в каком именно месте гена расположена патогенная мутация. От этого зависят выбор стратегии лечения, а также взаимодействие врача с родственниками пациента, у которых также может быть повышен риск онкологических заболеваний. Наука о наследственных мутациях при злокачественных заболеваниях — важная область онкологии. Большие международные объединения ученых активно ведут серьезные исследования.

— Как вы изучаете наследственные мутации?

— Россия — многонациональная страна с огромной территорией. И очень важно, чтобы методы генетической онкодиагностики, особенно касающиеся наследственных заболеваний, были надежны и универсальны. В нашей стране проживают до 150 различных этнических групп, и некоторые из них, возможно, имеют свои генетические особенности наследственного рака. Наша задача — изучить все разнообразие мутаций, систематизировать их и использовать эти знания, чтобы максимально повысить шанс точного выявления патогенной наследственной мутации, связанной с раком у пациента любой национальности. Очень часто ситуация неочевидна, и под “подозрение” может попасть целый ряд наследственных мутаций.

Гены, наследственные поломки которых ведут к развитию онкологии, известны. Мы составили их список и решили изучать не отдельные известные мутации в них, а расшифровывать их последовательность полностью, учитывая все особенности. Это позволяет максимально увеличить шанс определить не только известные мутации, но и те, о которых раньше не знали. Для этого мы используем специальное высокопроизводительное оборудование, позволяющее расшифровывать целые геномы людей.

Затем с помощью особых вычислительных методов “вылавливаем” мутации, которые соответствуют ряду критериев: они редкие (это один из признаков того, что они связаны с заболеванием), они изменяют белок так, что это может отразиться на его биологических свойствах, и так далее.

Инициатор и идейный вдохновитель этого проекта — руководитель генетической лаборатории Республиканского клинического онкологического диспансера Республики Татарстан Марат Гордиевич Гордиев.

— Как вам удалось собрать самую большую в СНГ базу наследственных мутаций?

— Благодаря усилиям наших партнеров-врачей, их связям с другими диспансерами и, конечно же, пониманию и поддержке пациентов, которые согласились принять участие в исследовании, нам удалось собрать коллекцию, проанализировав ДНК крови более 1500 больных с самыми распространенными типами рака, в которых сильна наследственная составляющая: это рак молочной железы и рак яичников.

Изначально в исследовании участвовали жители Татарстана, но на более поздних этапах мы собрали данные и о представителях других регионов России. Это было сделано через сеть контактов Казанского онкоцентра с коллегами из аналогичных центров в других регионах России. В итоге мы собрали базу данных по генетическому профилю пациентов, у которых по всем признакам (семейная история заболеваний, появление рака в раннем возрасте) имелась наследственная предрасположенность к развитию рака. И оказалось, что до нас ни в России, ни в СНГ исследований такого масштаба никто не проводил!

К слову, мы проанализировали полные последовательности более 100 генов, связанных с наследственной онкологией. Напомню, что собой представляют гены и мутации. Ген — это участок молекулы ДНК, который кодирует определенный белок. Из белков состоит наше тело. У каждого гена есть начало и конец в этой молекуле ДНК, то есть в геноме. Мутации во многих точках любого гена могут привести к плохим изменениям, так как нарушится белковый продукт. В случае нашего проекта мы изучаем весь ген от начала до конца у каждого больного и составляем список всех мутаций в нем, которые могут влиять на белковый продукт, а значит, быть причиной заболевания.

— У генома россиян есть какая-то специфика?

— Геномы россиян не более специфичны, чем геномы жителей других частей нашей планеты. Но нам важно знать, какие именно генетические факторы (мутации) повышенного риска онкологических заболеваний распространены у жителей России. Мы доказали, что многонациональность нашей страны находит отражение и в спектре наследственных мутаций, связанных с раком.

Например, спектры мутаций и частота их обнаружения в Татарстане и в Западной части России очень сильно отличаются. В чем причина? Человечество развивается достаточно долго, и разные популяции людей географически изолированы. На различных территориях могли зародиться и дальше присутствовать в популяциях разные мутации. Дальше представители этих групп могли перемещаться по странам и территориям. Соответственно, например, у коренных жителей Якутии или Камчатки может быть ряд наследственных мутаций, которые мы вряд ли массово встретим в других регионах.

Мы обнаружили ряд никогда ранее не описанных в международных базах данных “подозрительных” мутаций (то есть они обладают признаками развития рака, но до конца уверенности нет). Стало ясно, что для полноценной надежной диагностики наследственного рака нужно применять не точечный анализ отдельных мутаций, а изучать все мутации в генах, связанных с раком, чтобы ничего не пропустить.

— Где будут использоваться результаты ваших исследований? Выведут ли они медицину на новый уровень?

— Изучение наследственных мутаций имеет большое значение для выбора конкретного метода терапии, что очень важно для понимания того, что, допустим, в конкретной семье есть риск генетической предрасположенности к заболеванию. А это — сигнал для здоровых родственников, чтобы они приняли дополнительные профилактические меры, ведь обнаружение рака на ранних стадиях — залог успешного лечения.

Я бы не стал говорить, что наши результаты выведут медицину на новый уровень. Они, скорее, позволят российской медицине приблизиться к международному уровню генетической диагностики рака. А это уже огромное достижение. Для нас же, ученых, такие уникальные данные — клад для дальнейшей научной работы, посвященной роли отдельных мутаций и генов в развитии болезни.

Первый этап исследований показал, что стратегия изучения генетики больших (более тысячи) групп пациентов с наследственным раком — это эффективный подход. Команда врачей, биологов и биоинформатиков (это специалисты IT, которые анализируют геномные данные с помощью компьютеров и сопоставляют их с мировыми базами данных) способна вести проект международного уровня.

В наших планах — “покрытие” исследованиями большей части России, а также работа с партнерами из СНГ, такими как Белоруссия и Казахстан. Для них это тоже очень актуальная проблема. Важно отметить, что первые результаты показали: для страны критически важно реализовать геномный проект. Это позволит многократно повысить достоверность исследований патогенных мутаций.

Беседу вела Фирюза ЯНЧИЛИНА