Genetikai variációk és betegségek

Ezeket a variációkat SNP-nek (sznip, single nucleotide polymorphism) nevezzük és becslések szerint összesen kb. 10-15 millió található a mai emberi populációban. A másik, emberek közti egyedi eltéréseket mutató jellegzetesség az egyes DNS szakaszok ismétlődésének száma (copy number variation, CNV). Ezen különbségek megismerése igen nagy jelentőséggel bír, hiszen ezek határozzák meg az emberek közötti biológiai különbségeket (legalábbis azok genetikai részét). Nagyon fontos, hogy bizonyos betegségek (pl. rák) esetén ezek a jellegzetességek nem öröklöttek, hanem a beteg szövetben, a betegség során alakulnak ki.

Genetikai különbségek és betegségek

Az elmúlt évtized eredménye, hogy az SNP-k döntő többségét és egyre több CNV-t is katalogizáltak. Ez felveti annak az elvi lehetőségét, hogy egy betegségben szenvedő és egy attól mentes egyén DNS-ének elemzése alapján megtaláljuk, mi a különbség, azaz azonosítsuk azt a gént vagy géneket, amely a betegséget okozza. Ez a cél azonban jelenleg két ok miatt nem érhető el. Az első az a gyakorlati korlát, hogy a mai technológia mintegy 1-2 millió, vagyis az összes SNP csupán mintegy 10%-ának hatékony meghatározását teszi lehetővé. A másik egy elvi probléma, nevezetesen, hogy a bármely két genom összehasonlításakor talált több milliónyi eltérés döntő többsége semmilyen problémát nem okoz. Ezért a genetika alapproblémája azon eltérések megtalálása az összes variáció tengerében, amelyek valóban betegséget okoznak. Annak ellenére, hogy a betegségeket okozó variánsok meghatározása az orvosi genetika alapvető célkitűzése, ez a betegségek többségében mindmáig nem megoldott feladat.

Forrás: 123rf.com

Betegségek asszociációs analízise, biobankok

Az utóbbi évek legsikeresebb technikája, az asszociációs analízis alapkérdése az, hogy a genom több milliónyi variációja közül melyek azok, amelyek összefüggést mutatnak egy adott betegséggel. Teljes genom szűrések az egész örökítő anyagra vonatkozó asszociációs analízist jelentenek (GWAS: genome-wide association study). Rendkívül lényeges az, hogy nagy számú, különböző etnikumokból (kaukazoid, orientál, negroid, stb.) származó egyedi genom többszörös vizsgálatára kerüljön sor, hogy kiszűrődjenek a jelentéktelen egyedi eltérések. Ezért van akkora értékük az ún. biobankoknak (szövet, DNS, RNS, fehérjegyűjtemények), ahol a törvények által szabályozott személyiségi jogokat figyelembe véve sokféle beteg és egészséges ember nagyszámú mintáját őrzik. Nagy jelentőségű e tekintetben a most befejezett ún. „1000 genom“ projekt, és a közeljövőben még nagyobb hasonló vizsgálatokat terveznek. Minderre a szekvenálás költségeinek radikális csökkenése is lehetőséget ad. Az ilyen vizsgálatokhoz első lépésben össze kell állítanunk egy betegekből és egy egészségesekből álló csoportot. Ezután meg kell határoznunk a két csoport minden tagjában, hogy milyen genetikai eltéréseket hordoznak. Ezen adatok birtokában összehasonlítható a variánsok előfordulási gyakorisága a két csoportban. Azok a variánsok, amelyek hasonló mértékben fordulnak elő a két populációban, valószínűleg nem játszanak szerepet a betegség kialakulásában. Ezzel szemben azok az SNP-k, amelyeknek variánsai különböző gyakoriságúak a két csoportban, kapcsolatba hozhatóak a betegséggel. A genomszekvencia ismeretében az is megállapítható, hogy az azonosított SNP-k mely génekben, vagy gének közelében helyezkednek el. Ilyen módon azonosíthatóak azok a gének, amelyeknek szerepük van a betegség kifejlődésében. Az utóbbi évek eredménye számos olyan gén felfedezése, amelyek variánsai szerepet játszanak a cukorbetegség, asztma, magas vérnyomás, agydaganat, szívinfarktus és sok más betegség kialakulásában. A jövő ígérete az, hogy ezen gének működésének gyógyszeres befolyásolása elvezethet e betegségek megelőzéséhez és gyógyításához.

Káosz vagy kiút?

Kapkodjuk a fejünket, laikus és szakember egyaránt. Gének, génvariánsok sokasága. Bonyolult betegségek, szabályozási rendszerek. Jelentős eltérések az emberiség etnikai sokféleségének tükrében. Nagyszámú, időben változó környezeti hatás. Töménytelen adatóceán. Átlátható-e mindez? Nem reménytelen-e eligazodni benne? Lehet-e rendszert találni benne?

Igen, mindez tökéletesen átírta a szimpla „mutasd meg a géntérképed, és megmondom, ki vagy” felfogást. Ma már tudjuk, hogy ez egy igen összetett rendszer: gének és környezet, rendszerbiológia hálózatos rendszere.

A kulcsszó: HÁLÓZAT. Mai tudásunk, szemléletünk, kutatási stratégiánk középpontjában a biológiai hálózatok, hálózati modellek állnak. A hálózatok csomópontokból és az őket összekötő élekből állnak. Előbbiek a hálózat elemeit, utóbbiak a köztük lévő kölcsönhatásokat jellemzik. A hálózatokon belül alhálózatok rajzolódnak ki, és ezek egyedi vizsgálata reményeink szerint kiutat jelent az adatok fullasztó özönében.