1-бөлім: Эпигенетика және ауру сезімталдық
Эпигенетиканың ұрпағы өрісі гендер, қоршаған орта және ауру арасындағы өзара әрекетті түсінігімізді өзгертті. Ол ДНҚ-ның статикалық көрінісінен асып түседі, DNA өрнегіне әсер ететін динамикалық модификацияларды бөліп, DNA-ның негізгі дәйектілігін өзгертпестен динамикалық модификациялар. Бұл эпигенетикалық белгілер, соның ішінде ДНҚ метилизациясы, гистонды модификациялау және кодталмаған РНҚ реттеу, қоршаған орта факторларына сезімтал және әр түрлі ауруларға қатысты топтық бөлімдер мен тіпті ұрпаққа ие болуы мүмкін.
ДНҚ метилизациясы: негізгі эпигенетикалық реттеуші
ДНҚ метилизациясы, ең алдымен, цитозин негізіне метил тобын қосу – ең жақсы зерттелген эпиггенетикалық модификациялардың бірі. Көбінесе, бірақ әрқашан бола бермейді, генді үндемеуге әкеледі. Аберрент ДНҚ метилдену үлгілері қатерлі ісік, жүрек-қан тамырлары аурулары, неврологиялық аурулар және аутоиммунды ауруларының кең спектрінде, соның ішінде аурулардың кең спектрінде байқалды.
Шоян: Жаһандық гипометелизация, жаһандық гипометелизация (жалпы ДНҚ-ның төмендеуі) онкогендер мен геномдық тұрақсыздыққа әкелуі мүмкін, ал докогендік тұрақсыздыққа, ісіктерді суықтыруға арналған гипермеэлизация (ДНҚ метилизациясының жоғарылауы) олардың өрнектерін (көбейту) ісіктің дамуын және іс-әрекетті дамытуға және ілгерілеуге мүмкіндік береді. Зерттеулер – бұл ДНҚ-ның жекелеген қатерлі ісігі, болжамды анықтау, болжам және емдеу реакциясы үшін биомаркерлер ретінде қызмет ететін арнайы ДНҚ-ны анықтау. Мысалы, айналмалы клеткадағы ДНҚ-дағы метилдену маркерлері қатерлі ісік скринингі үшін инвазивті емес құралдар ретінде уәде етеді.
Жүрек-қан тамырлары аурулары: Эпигенетикалық модификациялар жүрек-қан тамырлары ауруларының, соның ішінде атеросклерозды, гипертонияны және жүрек жеткіліксіздігінің дамуында шешуші рөл атқарады. Диета, темекі шегу және стресс сияқты қоршаған орта факторлары, тамырлы жасушалардағы ДНҚ метилизация үлгілерін өзгерте алады, эндотелиальды дисфункцияға, қабынуға және бляшкалар түзуге әкеледі. Зерттеулер жүрек-қан тамырлары ауруларына терапиялық араласудың нақты эпигенетикалық мақсаттарын анықтауға бағытталған.
Неврологиялық бұзылулар: Эпигенетика Альцгеймер ауруы, Паркинсон ауруы және Хантингтон ауруы сияқты неврологиялық бұзылулар этиологиясының негізгі ойыншысы ретінде танылып тұрады. Аберрент ДНҚ-ның метилаттану үлгілері нейрондық функциямен, синаптикалық икемділікпен және нейрюмен қапталған гендерге әсер ететін, осы бұзылулар миында байқалды. Сонымен қатар, эпигенетикалық механизмдер танымдық функцияның жасқа байланысты төмендеуіне ықпал етуі мүмкін.
Аутоиммунды аурулар: ДНҚ метилизациясы иммундық жасушаның дамуын және жұмысын реттеуде маңызды рөл атқарады. Аберрент ДНҚ метилизациясының өрнектері аутоиммундық аурулардың патогенезіне, мысалы, ревматоидты артрит, жүйелік лупус эритематозы және бірнеше склероз сияқты әсер етті. Бұл эпигенетикалық өзгерістер иммундық жасуша қосылған гендердің, толеранттылыққа және қабынуға қатысты гендердің көрінісіне әсер етуі мүмкін.
Гистон модификациясы: эпигениялық бақылаудың тағы бір қабаты
Гистондар – барлық ДНҚ-ны хроматинге оралған ақуыздар. Ацетия, метилизация, фосфорлау, фосфорлау және ubiquitation сияқты гистон модификациялары хроматин құрылымын өзгерте алады және генге қол жетімділік пен өрнек әсер етеді. Әр түрлі гистон модификациясы ген генді іске қосуға немесе репрессиямен байланысты.
Гистон ацетилациясы: Гистон ацетилациясы, ацетонмен (бас киімдер) катализденген, әдетте, хроматинді релаксация мен генді қосуға әкеледі. Керісінше, гистон дегализациясы, гистон дагететаларымен (HDACS) катализденген, әдетте хроматин конденсациясы мен гендік репрессияға әкеледі. Гистон ацетилациясының дистрегуляциясы түрлі ауруларға, соның ішінде қатерлі ісік, нейроділігегіштік бұзылулар мен қабыну ауруларында әсер етті. HDAC ингибиторлары осы шаралардың ықтимал терапиялық агенттері ретінде зерттелуде.
Гистон метилизациясы: Гистоне метилизациясы өзгертілген және метил топтарының саны қосылған нақты гистон қалдықына байланысты гендік әсерге ие болуы мүмкін. Мысалы, H3K4ME3 (LySINET 4 лизинінің гистонын триметотиризациясы), әдетте, гендік белсенділікпен байланысты, ал H3K9ME3 және H3K27ME3, әдетте, генді репрессиямен байланысты. Аберрент гистоне метилизация үлгілері түрлі ауруларға, соның ішінде қатерлі ісік пен дамудың бұзылуына байланысты болды.
Кодталмаған RNAS: эпиггенетикалық реттеушілер және ауру биомаркерлері
Микроналарды (MIRNAS), соның ішінде «Мирналар), қосылмаған RNAS (MIRNAS), ұзын емес кодтар (LNCRNAS) және дөңгелек RNAS (CIRCRNAS), ақуыздарды кодтамаңыз, бірақ гендік өрнекте маңызды нормативтік рөлдерді ойнатпаңыз. Бұл Ncrnas ДНҚ, РНҚ және ақуыздармен әр түрлі ұялы процестерге, оның ішінде дамуды, саралауды және ауруға әсер етуі мүмкін.
Микроналар (Мирналар): Мирналар – бұл шағын NCRNAS, олар Messenger RNAS (MRNAS) және олардың аудармасын немесе тұрақтылығын реттейтін. Аберрент-Мирна өрнегі қатерлі ісік, жүрек-қан тамырлары аурулары және неврологиялық бұзылуларды қоса алғанда, көптеген аурулармен байланысты болды. Мирналар мақсатты гендеріне байланысты онкогендер мен ісіктерді сөндірушілер бола алады. Сонымен қатар, Мирналарды ағзадағы сұйықтықтарда анықтауға болады және ауру диагнозы мен болжамдары үшін ықтимал биомаркерлер ретінде зерттелуі мүмкін.
Ұзын кодталмаған RNAS (LNCRNAS): LNCRNAS ұзын Ncrnas, бұл гендік өрнектегі әр түрлі реттеуші рөлдерді ойнайтын Ncrnas. Олар хроматинді модификациялау кешендерімен, транскрипция факторлары және гендік транскрипция, РНҚ өңдеу және аударма әсер ететін басқа ақуыздармен өзара әрекеттеседі. Аберрентлі LNCRNA өрнегі, соның ішінде қатерлі ісік, жүрек-тамыр аурулары және неврологиялық бұзылулар сияқты әртүрлі аурулардан өтті.
RNAS дөңгелек: CIRCRNAS – бұл RNA-ның айналмалы молекулалары, олар MRNA-ға дейінгі транскрипттердің артта бөлінуімен жасалған. Олар өте тұрақты және деградацияға төзімді. Circrnas Mirna губкалар ретінде әрекет ете алады, гендік транскрипцияны реттей алады және тіпті ақуыздарды кодтай алады. Аберрент-циркнаның өрнегі, соның ішінде қатерлі ісік және неврологиялық бұзылулар.
2-бөлім: Crispr-Cas9 генді редакциялау: ауруды емдеуді төңкеріс
Crispr-Cas9 гендік редакциялау технологиясының дамуы генетика саласын төңкеріп, түрлі ауруларды емдеуге үлкен уәде берді. Бұл технология ғалымдарға тірі жасушалар мен организмдердегі ДНҚ тізбегін дәл өңдеуге мүмкіндік береді.
Қимыл механизмі
CrurPr-Cas9 жүйесі екі негізгі компоненттен тұрады: MoLecular Scensor ретінде әрекет етеді, ол MoLecular Scensor ретінде әрекет етеді, ол CAS9 ферментіне (GRNA) редакциялауды қажет ететін ДНҚ-ға бағыттайды. GRNA – бұл қысқа РНҚ молекуласы, бұл мақсатты ДНҚ-ны толықтырады. GRNA мақсатты ДНҚ-ны байланыстырған кезде, CAS9 ферменті сол жерде ДНҚ-ны жабады.
ДНҚ жөндеу механизмдері
ДНҚ-дан кейін CAS9 жабылғаннан кейін, жасушаның табиғи ДНҚ жөндеу механизмдері іске қосылды. ДНҚ жөндеуге арналған екі негізгі жол бар: гомологиялық емес қосылыстар (Nhej) және гомологияға бағытталған жөндеу (HDR).
Nhej: NHEJ – бұл тез және қателікке бейім жөндеу жолы, ол көбінесе бөлшектер сайтында нуклеотидтерді енгізу немесе жоюға әкеледі. Бұл гендік тізбекті бұзып, гендік инактивацияға әкелуі мүмкін.
Неден: HDR – ДНҚ шаблонын жабысқан ДНҚ-ны жөндеу үшін қолданатын дәл жөндеу жол. Егер Crispr-Cas9 жүйесімен бірге ДНҚ шаблоны берілсе, ұяшық осы үлгіні ДНҚ-ны жөндеу үшін қолдана алады, нәтижесінде генді дәл өңдеуге мүмкіндік береді.
Crispr-Cas9 қосымшалары
Crispr-Cas9-да ауруды емдеуде көптеген өтініштер бар, оның ішінде:
Генді түзету: Crypr-Cas9-ны ауруды тудыратын ауруды түзету үшін қолдануға болады. Бұл тәсіл цистикалық фиброз, орақ жасушаларының анемиясы және Хантингтон ауруы сияқты генетикалық бұзылуларды емдеу үшін зерттелуде.
Гендік инактивация: Crypr-Cas9 ауруға ықпал ететін гендерді қоспағанда, қолданыла алады. Бұл тәсіл қатерлі ісік, жұқпалы аурулар және аутоиммунды ауруларды емдеу үшін зерттелуде.
Генді енгізу: Crypr-Cas9 жаңа гендерді ұяшықтарға салу үшін пайдалануға болады. Бұл тәсіл әртүрлі ауруларға арналған жасушалық терапияны дамыту үшін зерттелуде.
Клиникалық зерттеулер
Әр түрлі ауруларды емдеуге арналған Crispr-Cas9 генді редакциялаудың қауіпсіздігі мен тиімділігін бағалау үшін бірнеше клиникалық зерттеулер жүргізілуде. Бұл сынақтар перспективалы нәтиже көрсетіп жатыр, бірақ осы технологияның ықтимал пайдасы мен қауіптерін толық түсіну үшін одан әрі зерттеу қажет.
Этикалық ойлар
Crispr-Cas9 генді редакциялаудың қолданылуы бірнеше этикалық көзқарастарды арттырады, соның ішінде:
Нәрігерді редакциялау: Габарландыруды редакциялау репродуктивті жасушалардың ДНҚ-ға (сперма немесе жұмыртқалар) өзгерістер енгізуді қамтиды. Бұл өзгерістер болашақ ұрпаққа жіберіледі. Нәрігерлік редакцияда егжей-тегжейлі айтылатын кең консенсус бар және тек тиісті этикалық бақылаумен медициналық себептермен ғана қолданылады.
Мақсатты әсерлер: Crurpr-Cas9 кейде мақсатты әсерге әкелетін, күтпеген жерлерде ДНҚ-ға сәйкес келеді. Бұл мақсатты әсерлер зиян келтіруі мүмкін. Зерттеулер Crispr-Cas9 ерекшелігін жақсарту және мақсатты әсердің қаупін азайту үшін жалғасуда.
Жасанды қол жеткізу: Crispr-Cas9 гендік редакциялау технологияларына әлеуметтік-экономикалық жағдайына қарамастан, олардан пайда көретін барлық пациенттерге қол жетімді болу керек.
3-бөлім: микробиома және адам денсаулығы
Адам микробиомасы, адам ағзасында тұратын микроорганизмдердің ұжымдық қоғамдастығы адам денсаулығы мен ауруға әсер ететін маңызды фактор ретінде танылады. Бұл микроорганизмдер, соның ішінде бактериялар, археа, саңырауқұлақтар және вирустар, ас қорыту, иммунитет және тіпті психикалық денсаулыққа маңызды рөлдер ойнайды.
Ішек микробиомасы: микробтық белсенділік хабы
Гут микробиомасы, адам ағзасындағы ең үлкен және әр түрлі микробтық қоғамдастық, әсіресе адам денсаулығы үшін өте маңызды. Ол мыналарға ықпал етеді:
Ас қорыту: Gut микробтары күрделі көмірсуларды бұзуға, дәрумендерді синтездеуге және қожайынның энергиясын қамтамасыз ететін ашытқылармен қамтамасыз етеді.
Иммунитет: Ішекті микробиома иммундық жүйені зиянсыз және зиянды микробтарды ажырата білу, шамадан тыс қабынудың алдын-алу және иммундық төзімділікке ықпал етуі мүмкін.
Патогендерден қорғау: Gut Microbes ресурстарға арналған қоздырғыштармен және инфекциялардың алдын алатын микробқа қарсы заттармен жарысады.
Психикалық денсаулық: Гут микробиомасы миға миға көңіл-күй, мінез-құлық және танымдық функция әсер етеді.
Дисбиоз: микробтық қоғамдастықтың теңгерімсіздігі
Дисбиоз, ішек микробиомасының құрамы мен жұмысындағы теңгерімсіздік көптеген аурулармен байланысты болды, соның ішінде:
Қабыну Ішектің ауруы (IBD): Дисбиоз IBD-нің дамуы мен дамуының негізгі факторы, оның ішінде Кронның ауруы және осыларлы колит. Gut микробтиомасындағы өзгерістер қабынудың жоғарылауына және ішек қабаттарының зақымдалуына әкелуі мүмкін.
Семіздік және метаболикалық синдром: Дисбиоз энергетикалық метаболизм, қабыну және инсулин сезімталдығы әсер ету арқылы семіздік пен метаболикалық синдромға ықпал ете алады.
2 типті қант диабеті: Gut Microbes глюкоза алмасуына және инсулинге төзімділігіне әсер етуі мүмкін, бұл 2 типті қант диабеті пайда болады.
Аутоиммунды аурулар: Дисбиоз иммундық төзімділікті бұзады және аутоиммунды жауаптарды алға тартып, аутоиммунды реакцияларға ықпал ете алады, мысалы, аутоиммундық аурулардың дамуына ықпал етеді, мысалы, ревматоидтық артрит және бірнеше склероз.
Неврологиялық бұзылулар: Гут-мидың осі ішек микробиомасына мидың функциясы мен мінез-құлқына әсер етеді. Дисбиоз ауру спектрінің бұзылуы, мысалы, Аутизм спектрі, Паркинсон ауруы және Альцгеймер ауруы сияқты неврологиялық бұзылулармен байланысты болды.
Микробиомаға әсер ететін факторлар
Ішекті микробиоманың құрамы мен функциясына әр түрлі факторлар әсер етеді, соның ішінде:
Диета: Диета ішек микробиомасына әсер ететін маңызды факторлардың бірі болып табылады. Әр түрлі диеталық компоненттер әр түрлі микробтардың өсуіне ықпал етеді.
Антибиотиктер: Антибиотиктер пайдалы және зиянды бактерияларды өлтіре алады, ішек микробиомасын бұзады және диспиоз қаупін арттыруға болады.
Фасыр: Gut микробиомасы өмір бойы нәрестелерден қартайғанға дейін өзгереді.
Генетика: Генетикалық факторлар ішек микробиомасының құрамына әсер етуі мүмкін.
Қоршаған орта: Ластағыш заттар мен гигиеналық практиканың әсер етуі сияқты экологиялық факторлар, сонымен қатар ішек микробиомасына әсер етуі мүмкін.
Микробиоманы модуляциялау стратегиясы
Адам денсаулығын жақсарту үшін ішек микробтиомын модуляциялау үшін бірнеше стратегия зерттелуде, соның ішінде:
Пробиотиктер: Пробиотиктер – бұл жеткілікті мөлшерде енгізілген кезде, хостқа денсаулыққа пайдасын тигізетін микроорганизмдер. Олар ішек микробтарының сальдосын қалпына келтіруге және ас қорыту денсаулығын жақсартуға көмектеседі.
Пребиотиктер: Пребиотиктер – бұл пайдалы ішек микробтарының өсуіне ықпал ететін сіңірілмейтін тамақ ингредиенттері. Олар ішек денсаулығын және жалпы әл-ауқатын жақсартуға көмектеседі.
Fecal Microbiota трансплантациясы (FMT): FMT фекальды заттарды дұрыс донордан алушыға беруді қамтиды. Бұл қайта қалпына келтіру үшін өте тиімді емдеу, ал егер IBD сияқты басқа ауруларды емдеу үшін өте тиімді емделіп, басқа ауруларды емдеу үшін зерттеліп жатыр.
Диеталық араласу: Диеталық араласу, мысалы, талшықты қабылдау және өңделген тамақ тұтынуды азайту сияқты диеталық араласу, сау ішек микробиомасын насихаттай алады.
4-бөлім: геномика және жекелендірілген медицина
Геномика саласы жекелендірілген дәрі-дәрмектерге жол ашты, денсаулық сақтау тәсілдері, денсаулық сақтау тәсілі, ол әр пациенттің жеке сипаттамаларына емделеді. Науқастың геномын талдау арқылы, өмір салты және қоршаған орта сияқты басқа факторлармен қатар клиниктер диагностика, емдеу және алдын-алу туралы көбірек ақпарат бере алады.
Фармакогеномалар: жеке адамға дәрілік терапияны тігу
Фармакогеномикалар гендердің есірткіге деген жауабына қалай әсер етеді. Дәрі-дәрмектің метаболизміне, тиімділігіне және уыттылығына әсер ететін генетикалық ауытқуларды анықтау арқылы клиниктер әр пациент үшін дұрыс дәрі мен оң дозаны таңдай алады.
Генетикалық вариациялар мен есірткінің реакциясы: Дәрі-дәрмектер метаболизациялық ферменттерді, есірткі тасымалдаушыларды және есірткі нысандарын кодтайтын генетикалық өзгерістер есірткіге арналған нысандар есірткіге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Мысалы, клопидогрель метаболизміне қатысы бар ферменттерді кодтайтын Cyp2C19 геніндегі нұсқалар (қан жұқа), препараттың тиімділігіне әсер етуі мүмкін.
Фармакогеномиялық қосымшалардың мысалдары:
Варфарин: Варфарин – бұл қан ұйығыштарын болдырмау үшін қолданылатын қан жұқа. Варфарин дозасын қан кетудің алдын алу үшін мұқият реттеу керек. Cyp2C9 және vkorc1 гендеріндегі генетикалық ауытқулар соғыс метаболизмі мен сезімталдыққа әсер етуі мүмкін, бұл дараланған мөлшерлеуге мүмкіндік береді.
Тамоксифен: Тамоксифен – бұл сүт безі қатерлі ісігін емдеу үшін қолданылатын дәрі. Cyp2D6 геніндегі генетикалық ауытқулар оның тиімділігіне әсер ететін тамоксифеннің метаболизміне әсер етуі мүмкін.
Химиотерапия: Фармакогеномдық тестілеу науқастың химиотерапиялық препараттарға реакциясын болжауға және қатты жанама әсерлер үшін қауіп төндіретін адамдарды анықтауға көмектеседі.
Ауру қаупі үшін генетикалық скрининг
Геномдық ақпарат жеке адамның әр түрлі ауруларды дамыту қаупін бағалау үшін қолданыла алады, олардың әр түрлі ауруларды дамыту қаупін, алдын-алу стратегиясына мүмкіндік береді.
Полигендік тәуекел балдары (PRS): PRS жеке ауруды дамыту қаупін бағалау үшін геномдық нұсқалардың әсерін геном арқылы біріктіреді. Олар жүрек аурулары, мысалы, 2-ші қант диабеті және Альцгеймер ауруы сияқты жалпы аурулар үшін тәуекелдерді бағалау үшін қолданылады.
Генетикалық скринингтік қосымшалардың мысалдары:
BRCA1 және BRCA2 тестілеу: BRCA1 және BRCA2 – бұл ДНҚ жөндеуге қатысты гендер. Осы гендердегі мутациялар сүт безі қатерлі ісігі мен аналық бездің қатерлі ісігінің қаупін арттырады. BRCA1 және BRCA2 мутациясына арналған генетикалық тестілеу осы қатерлі ісіктер үшін, ерте скринингке және алдын-алу шараларын алуға мүмкіндік беретін адамдарды анықтауға көмектеседі.
Lynch синдромын скрининг: Lynch синдромы – бұл колоректальды қатерлі ісік ауруы мен басқа да қатерлі ісік ауруының қаупін арттыратын мұрагерлік жағдай. Lynch синдромына арналған генетикалық тестілеу осы қатерлі ісікке дейінгі және алдын-алу шараларын жүргізуге мүмкіндік беретін осы қатерлі қауіп төндіретін адамдарды анықтауға көмектеседі.
Дараланған қатерлі ісік терапиясы
Жиналмыштардың геномдық профилактикасы қатерлі ісік ауруының өсуі болып табылатын нақты генетикалық мутацияларды анықтауға көмектеседі. Бұл ақпаратты осы мутацияларды, неғұрлым тиімді ингибирлеуді, неғұрлым тиімді өңдейтін және аз жанама әсерлерді таңдау үшін қолдануға болады.
Мақсатты терапиялар: Мақсатты терапия – бұл генетикалық мутациялар негізінде қатерлі ісік жасушаларының арнайы нысаналы. Мысалдарға өкпе ингибиторлары, меланома үшін BRAF ингибиторлары, ал grow2 ингибиторлары кіреді.
Иммунотерапия: Иммунотерапия қатерлі ісікпен күресу үшін иммундық жүйенің күшін қолданады. Геномдық ісіктерді профильдеу иммунотерапияға жауап беретін науқастарды анықтауға көмектеседі.
Қиындықтар мен болашақ бағыттар
Жеке медицинаның уәдесіне қарамастан, бірнеше қиындықтар туындауы керек:
Құны: Геномдық тестілеу қымбат болуы мүмкін, оны кейбір науқастарға қол жетімді ете алады.
Деректерді түсіндіру: Геномдық мәліметтерді түсіндіру күрделі болуы мүмкін және мамандандырылған сараптамадан талап етеді.
Деректердің құпиялылығы: Геномдық мәліметтердің құпиялылығын қорғау өте маңызды.
Этикалық ойлар: Генетикалық дискриминацияның әлеуеті сияқты жеке медицинамен байланысты бірнеше этикалық пікірлер бар.
Жеке медицинадағы болашақ бағыттарға мыналар кіреді:
* Нақты және қол жетімді геномдық тестілеу технологияларын дамыту.
* Гендер, қоршаған орта және өмір салты арасындағы күрделі өзара әрекеттесу туралы түсінікімізді арттыру.
* Жаңа мақсатты терапиялар мен иммунотерапияларды дамыту.
* Геномдық ақпаратты электронды денсаулық сақтау жазбаларына біріктіру.
* Жеке медицинаның этикалық және әлеуметтік салдарын шешу.
5-бөлім: гендік терапия: жасушаларға терапевтік гендерді жеткізу
Гендік терапия ауруды емдеу немесе алдын-алу үшін жасушаларға енгізуді қамтиды. Мұны мутацияланған генді сау көшірмені ауыстыру, дұрыс жұмыс істемеу немесе аурумен күресу үшін жаңа генді енгізу немесе жаңа генді енгізу арқылы жасауға болады.
Вирустық векторлар: жалпы жеткізу жүйесі
Вирустық векторлар гендерді жасушаларға жеткізудің ең көп таралған әдісі болып табылады. Вирустар жасушаларды жұқтыру және олардың генетикалық материалдарын жеткізу кезінде табиғи тиімді. Ген терапиясында вирустар ауру тудыратын гендерді алып тастап, оларды терапевтік гендермен алмастырады.
Вирустық вирустардың түрлері:
Адено байланыстырылған вирустар (AAV): Аавтар – бұл кішкентай, патогендік емес вирустар, олар жасуша түрлерінің кең спектрін жұқтыруы мүмкін. Олар гендік терапия үшін танымал таңдау, өйткені олар гендерді салыстырмалы түрде қауіпсіз және тиімді.
Lentiviruss: Lentiviruses – бұл бөлінуді және бөлінбейтін жасушаларды жұқтыруы мүмкін. Олар көбінесе гендерді вирустардың басқа түрлерімен жұқтыру қиын жасушаларға жеткізу үшін қолданылады.
Аденовирустар: Аденовирустар – бұл респираторлық инфекциялар тудыратын вирустар. Оларды гендерді жасуша түрлерінің кең спектріне беру үшін қолдануға болады, бірақ олар иммундық реакцияны тудыруы мүмкін.
Вирустық емес векторлар: жеткізудің балама әдістері
Вирустық емес векторлар – гендерді вирустарды қолдануға қатысы жоқ жасушаларға жеткізудің балама әдістері. Бұл әдістерге мыналар кіреді:
Липосомалар: Липосомалар – бұл ДНҚ-ны және оны жасушаларға жеткізе алатын липидтерден жасалған кішкентай, сфералық везикулалар.
Нанобөлшектер: Нанобөлшектер – бұл ДНҚ-ны жасушаларға жеткізу үшін инженерлік бөлшектер.
Жалаңаш ДНҚ: Жалаңаш ДНҚ-ны тікелей денеге енгізуге болады, оны жасушалармен қабылдауға болады.
Ген терапиясының қосымшалары
Гендік терапия түрлі ауруларды емдеуге уәде берді, соның ішінде:
Генетикалық бұзылулар: Гендік терапияны цистикалық фиброз, орақ жасушалар анемия және жұлынның бұлшықет атрофиясы сияқты генетикалық мутацияларды түзету үшін қолдануға болады.
Шоян: Гендік терапияны қатерлі ісік жасушаларын мақсатты түрде қолдануға және оларды өлтіруге немесе иммундық жүйенің қатерлі ісік ауруымен күресу мүмкіндігін арттыруға болады.
Жұқпалы аурулар: Гендік терапияны АИТВ және гепатит сияқты жұқпалы аурулардың алдын алу немесе емдеу үшін қолдануға болады.
Клиникалық зерттеулер және бекітілген терапиялар
Түрлі ауруларды емдеудің реттеуші органдары бірнеше гендік терапияны мақұлдады. Бұл терапияларға мыналар жатады:
Салтанат: Luxturna – бұл RPE65 гендегі мутациялардан туындаған мұрагерлік реті бар дистрофияны емдеуге арналған гендік терапия.
Зленгенма: Золгенсма – бұл омыртқа бұлшықет атрофиясын емдеуге арналған гендік терапия (SMA).
Onasemenes ab parvovec: Abeparvec он опасы – SMA үшін гендік терапия, ықтимал емдеу нұсқасын ұсынады.
Қиындықтар мен болашақ бағыттар
Гендік терапия бірнеше қиындықтарға тап болды, оның ішінде:
Жеткізілім: Гендерді мақсатты жасушаларға тиімді жеткізу қиын болуы мүмкін.
Иммуногенділік: Иммундық жүйе кейде вирустық векторға немесе терапевтік генге реакция жасай алады, олар қабыну немесе терапиядан бас тартуға әкелуі мүмкін.
Төзімділік: Гендік терапияның әсері қайталанатын емдеуді қажет етпейтін болуы мүмкін.
Құны: Гендік терапия өте қымбат болуы мүмкін, оны кейбір науқастарға қол жетімді ете алады.
Гендік терапиядағы болашақ бағыттар мыналарды қамтиды:
* Жеткізудің тиімді және қауіпсіз әдістерін жасау.
* Гендік терапия векторларының иммуногендіктерін азайту.
* Тұрақты әсер ететін гендік терапияны дамыту.
* Гендік терапия құнын азайту.
* Гендік терапияның жаңа қосымшаларын зерттеуге арналған жаңа әдістерді зерттеу.
6-бөлім: Бір жасуша геномикасы: ұялы-гетерогенттілік
Бір жасуша геномдық технологиялары ғалымдарға жекелеген жасушалардың геном, транскриптома және эпигеноманы зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл біздің ұялы-гетерогендік және оның денсаулығы мен ауруындағы рөлі туралы біздің түсінігімізді төңкеріп жіберді.
Дәстүрлі жаппай реттілікке қарсы және бір жасушалық жүйе
Дәстүрлі жаппай есептеу әдістері жасушалардан тұратын орташа генетикалық ақпаратты талдайды. Бұл жеке ұяшықтар арасындағы маңызды айырмашылықтарды маскирлеуі мүмкін. Бір ұяшықтың реттілігі зерттеушілерге осы айырмашылықтарды анықтауға және олардың ауруға қалай үлес қосатынын түсінуге мүмкіндік береді.
Бір жасуша геномикасының өтінімдері
Бір жасуша геномикасы көптеген қосымшаларға ие, соның ішінде:
Даму биологиясыБір жасуша геномикаларын жасушалардың әртүрлі тіндер мен мүшелерге қалай саралануын және дамытатынын зерттеу үшін қолдануға болады.
Қатерлі ісік биологиясы: Бір жасуша геномикаларын қатерлі ісік жасушаларының гетерогенділігін зерттеу және дәрі-дәрмектерге төзімді популяцияларды анықтау үшін қолдануға болады.
Иммунология: Бір жасуша геномикаларын иммундық жасушалардың алуан түрлілігін және олардың инфекцияға және вакцинацияға қалай жауап беруіне қолдануға болады.
Нейроской: Бір жасуша геномикаларын мидағы нейрондардың әр түрлі түрлерін және олардың бір-бірімен қалай байланыстыру үшін қолдануға болады.
Жұқпалы аурулар: Бір жасуша геномикаларын қоздырғыштардың инфекциялау және иммундық жүйенің қалай жауап беретінін зерттеу үшін қолдануға болады.
Бір ұяшықты талдау әдістері
Бір ұяшықтарды талдау үшін бірнеше әдістер қолданылады, соның ішінде:
Бір ұялы РНҚ-ның реттілігі (SCRNA-SEQ): SCRNA-SEQ RNA-ның RNN-дің өрнек деңгейлерін өлшейді, гендік өрнек үлгілерінің түсініктерін ұсынады.
Бір ұялы ДНҚ-ның реттілігі (SCDNA-SEQ): SCDNA-SEQ жеке жасушалардың ДНҚ-ді талдайды, генетикалық мутацияларды және көшіру нөмірінің өзгеруін анықтайды.
Бір ұялы ATAC-SEQ: SCATAC-SEQ ДНҚ-ның жеке ұяшықтардағы қол жетімділігін, гендік реттеу туралы түсінік береді.
Бір ұялы көп емес көп омсты: Бір ұялы көп емес көп омсты бір уақытта геном, транскриптомды және жеке жасушалардың эпигейнін зерттеу үшін бірнеше бір ұяшық техникасын біріктіреді.
Ауру механизмдеріндегі түсініктер
Бір жасуша геномикасы ауру механизмдеріне жаңа түсініктер ұсынады. Мысалы, қатерлі ісік ауруы бір ұяшықтарды пайдаланып, ісіктер көбінесе әртүрлі генетикалық және эпигенетикалық профильдермен жасушалардың бірнеше субпопулаларынан тұратындығы анықталды. Бұл субпропуляттарда препараттың әртүрлі сезімталдығы болуы және есірткіге төзімділікке ықпал етуі мүмкін.
Болашақ бағыттар
Бір жасуша-геномикадағы болашақ бағыттар мыналарды қамтиды:
* Сезімтал және дәл бір клеткалық технологияларды дамыту.
* Бейнелеу туралы мәліметтер мен клиникалық мәліметтер сияқты бір ұялы деректерді басқа деректер түрлерімен біріктіру.
* Ауру үшін жаңа диагностикалық және емдік стратегияларды жасау үшін бір жасуша геномикаларын қолдану.
* Жасушалардың үлкен популяциясын зерттеу үшін бір ұяшықты талдауды масштабтау.
7-бөлім: геномдық бірлестіктердегі жетістіктер (GWAS)
Геномдық бірлестіктер (GWAS) – күрделі белгілер мен ауруларға байланысты генетикалық нұсқаларды анықтауға арналған қуатты құрал. Гвас жалпы генетикалық нұсқалар үшін жалпы генетикалық нұсқалар үшін, мысалы, жалғыз нуклеотид полиморфизмдері (SNPS), мысалы, белгілі бір қасиеттерге немесе аурумен бірге тестілеуді қамтиды.
Гвас әдістемесі
Гвас әдетте жүздеген мың немесе тіпті миллиондаған SNP-ді және тіпті миллиондаған SNP-ді, меншікті және мүдделер аурулары жоқ жеке когортпен қамтиды. Статистикалық талдау, содан кейін статистикалық талдау, олар белдеумен немесе аурумен айтарлықтай байланысты SNPS анықтау үшін қолданылады.
ГВА-ның сын-қатерлері
GWA бірнеше қиындықтарға тап болды, оның ішінде:
Бірнеше тестілеу: Гвас көптеген SNPS-ті сынауды қамтиды, бұл жалған оң нәтижелердің пайда болу қаупін арттырады.
Қасиет: GWAS SNPS және белгілер немесе аурулар арасындағы қауымдастықтарды анықтайды, бірақ ол міндетті түрде себепті дәлелдемейді.
Мінсізде жоқ: GWA әдетте күрделі белгілер мен аурулардың герімділігінің аз ғана бөлігін түсіндіреді.
Сирек кездесетін нұсқалар: GWA негізінен жалпы генетикалық нұсқаларды анықтауға арналған. Сирек кездесетін генетикалық нұсқалар, олар үлкен әсер етуі мүмкін, жиі жіберіледі.
GWAS-тегі соңғы жетістіктер
Соңғы жетістіктер ГВА-ның күші мен пайдалылығын жақсартты, соның ішінде:
Үлгі өлшемдерінің жоғарылауы: GWAS зерттеулерінің үлгіні ұлғайту ҚОҚЖ және SNPS және белгілер немесе аурулар арасындағы қауымдастықтарды анықтау үшін қуатты жақсарта алады.
Мета-анализ: Мета-анализ GWAS бірнеше зерттеулерінен деректерді біріктіруді қамтиды, бұл ассоциацияларды анықтауға және әсер ету мөлшеріндегі дәлдікті жақсартуға мүмкіндік береді.
Жіңішке салыстыру: Жіңішке салыстыру – бұл геномның аймағын жабу үшін қолданылатын статистикалық әдіс – бұл себептік нұсқасы болуы мүмкін.
Функционалды аннотация: Функционалды аннотация Genomic деректерін байланысты SNPS әсер ететін гендер мен нормативтік элементтерді анықтау үшін қолданады.
Менделиялық рандомизация: Менделиялық рандомизация – бұл генетикалық нұсқаларды экспрессивті өзгерістер ретінде пайдаланатын статистикалық әдіс, ол экспозициялық айнымалы мәндер ретінде, экспональды айнымалылар ретінде, экспозиция және нәтижелер арасындағы себептермен айналысады.
GWAS нәтижелерінің өтінімдері
GWAS нәтижелері көптеген қосымшаларға ие, соның ішінде:
Ауру гендерін анықтау: GWAS ауру қаупіне ықпал ететін гендерді анықтауға көмектеседі.
Диагностикалық және болжамдық маркерлерді дамыту: GWAS ауруды диагностикалауға немесе аурудың болжамын болжау үшін қолдануға болатын генетикалық маркерлерді анықтауға көмектеседі.
Есірткіні дамыту үшін мақсатты сәйкестендіру: GWAS есірткіні дамыту мақсаттарын анықтауға көмектеседі.
Жеке медицина: GWA науқандың жеке сипаттамаларына емделуге көмектеседі.
Болашақ бағыттар
GWAS-тегі болашақ бағыттары:
* Зерттеу популяциясының алуан түрлілігін арттыру нәтижелердің жалпылығын арттыру үшін.
* GWAS деректерін талдаудың жаңа статистикалық әдістерін жасау.
* GWAS деректерін өрнек деректері және эпигенетикалық мәліметтер сияқты басқа мәліметтермен біріктіру.
* Аурудың алдын-алу және емдеу үшін жаңа араласуды дамыту үшін GWAS нәтижелерін пайдалану.
8-бөлім: Дәлдік онкологиядағы генетиканың рөлі
Дәлдік онкология Әр пациенттің жеке сипаттамаларына және олардың ісегіне қатерлі ісік ауруын емдеуге арналған генетикалық ақпарат. Ісіктің генетикалық макияжын талдай отырып, клиниктер қатерлі ісік ауруын туғызатын нақты мутациялар анықтай алады және осы мутацияларды арнайы тежейтін мақсатты терапияны таңдай алады.
Қатерлі ісік диагностикасы мен емдеудегі генетикалық тестілеу
Генетикалық тестілеу қатерлі ісік диагностикасы мен емдеуде маңызды рөл атқарады. Онкологияда генетикалық сынақтардың бірнеше түрлері қолданылады, соның ішінде:
Ісіктерді реттеу: Ісік реттілігі генетикалық мутацияларды анықтау үшін ісік ДНҚ-ны талдауды қамтиды.
Сұйық биопсиялар: Сұйық биопсиялар қан үлгілеріндегі ісікті ісік жасушаларын (CTC) немесе айналымдағы ісіктерді (CTDNA) талдауды қамтиды. Бұл ісік эволюциясы мен емдеу реакциясын бақылаудың инвазивті емес әдісін ұсына алады.
Герглиндік тестілеу: Герглиндік тестілеу адамның қалыпты жасушаларының ДНҚ-ны талдауды қамтиды, олар қатерлі ісік ауруын дамыту қаупін арттыруы мүмкін мұрагерліктің қалыпты жасушаларын талдауды қамтиды.
Генетикалық мутациялар негізінде мақсатты терапиялар
Мақсатты терапиялар – бұл генетикалық мутациялар негізінде рак клеткаларын арнайы бағытталған есірткілер. Әр түрлі қатерлі ісіктерді емдеуге бірнеше мақсатты терапия мақұлданды, соның ішінде:
Өкпенің қатерлі ісігінің EGFR ингибиторлары
Меланома үшін BRAF ингибиторлары
Сүт безі қатерлі ісігінің ингибиторлары
Аналық без қатерлі ісігінің ингибиторлары
Иммунотерапия және генетикалық биомаркерлер
Иммунотерапия қатерлі ісікпен күресу үшін иммундық жүйенің күшін қолданады. Генетикалық биомаркерлер иммунотерапияға жауап беретін науқастарды анықтауға көмектеседі. Мысалы, микросателяттың жоғары деңгейі бар ісіктер (MSI-H) немесе жоғары ісікке ұшыраған мутациялық жүктеме (TMB) иммундық бақылау нүктелерінің ингибиторларына жауап беруі мүмкін.
Қиындықтар мен болашақ бағыттар
Дәлдік онкология бірнеше қиындықтарға тап болды, оның ішінде:
Ісік гетерогендік: Ісіктер көбінесе әртүрлі генетикалық профильдермен жасушалардың бірнеше субпопулаларынан тұрады. Бұл гетерогентілік ең тиімді емдеуді таңдау қиынға соғуы мүмкін.
Дәрілік заттарға төзімділік: Қатерлі ісік жасушалары мақсатты терапияларға төзімділік дами алады.
Қол жетімділік және шығындар: Генетикалық тестілеу және мақсатты терапиялар оларды қымбатқа түсуі мүмкін, оларды кейбір науқастарға қол жетімді ете алады.
Дәлдік онкологиядағы болашақ бағыттар мыналарды қамтиды:
* Жаңа мақсатты терапиялар мен иммунотерапияларды дамыту.
* Ісік гетерогендік және есірткіге төзімділік туралы түсінігімізді жақсарту.
* Қол жетімді және қол жетімді генетикалық тестілеу технологияларын дамыту.
* Күрделі геномдық мәліметтерді талдау және емдеу реакциясын болжау үшін жасанды интеллект қолдану.
9-бөлім: генетика және нейродэнерді аурулар
Альцгеймер ауруы, Паркинсон ауруы және Хантингтон ауруы сияқты нейродегазенеративті аурулар мидағы нейрондардың прогрессивті жоғалуымен сипатталады. Генетикалық факторлар көптеген нейротегенеративті аурулардың дамуында маңызды рөл атқарады.
Альцгеймер ауруы
Альцгеймер ауруы (AD) – бұл деменцияның ең көп таралған себебі. Генетикалық факторлар ерте басталады және кеш басталады.
Ерте басталатын жарнама: Ерте басталатын жарнама әдетте қолданба, PSEN1 немесе PSEN2 гендеріндегі мутациядан туындайды. Бұл гендер амилоид-бета, ақуыз өндірісіне, ал ақуызды жарнамалық науқастардың миында жинақтайды.
Кеш басталған жарнама: Кешіктірілген жарнама ерте басталғаннан гөрі жиі кездеседі. Апостың гені – бұл кешіктірілген жарнама үшін негізгі қауіп факторы. Apoe4 Allele Apoee Allley Apoe2 Allele тәуекелді азайтады.
Паркинсон ауруы
Паркинсонның ауруы (PD) – қозғалысқа әсер ететін нейроэнгенеративті бұзылу. SNCA, LRRK2, Park2, Park2, Park2, Park2 және DJ-1-ге бірнеше гендермен байланысты болды.
Хантингтон ауруы
Хантингтонның ауруы (HD) – бұл прогрессивті мотор, танымдық және психиатриялық белгілерді тудыратын мұрагерлік нейротегенеративті бұзылыс. HD HTT генінде REPEAT-дің кеңеюіне байланысты.
Нейродэнерді аурулар үшін генетикалық тестілеу
Генетикалық тестілеуді нейродегазеративті ауруларды диагностикалау немесе жеке адамның осы ауруларды дамыту қаупін бағалау үшін қолдануға болады. Алайда, нейродогенеративті ауруларға арналған генетикалық тестілеу бірнеше этикалық ойларды, мысалы, психологиялық күйзеліске және генетикалық дискриминацияның қаупін арттырады.
Генетикалық факторларға бағытталған терапевтік стратегиялар
Нейроженеративті ауруларға ықпал ететін генетикалық факторларды нысанаға бағыттау үшін бірнеше емдік стратегиялар жасалуда. Бұл стратегияларға мыналар кіреді:
Гендік терапия: Гендік терапияны муттативті гендерді ауыстыру немесе нейрондарды зақымданудан қорғайтын гендерді жеткізу үшін пайдалануға болады.
Антисенсім Олигонуклеотидтер: Ойыртқыш олигонуклеоттерді ауру тудыратын гендердің көрінісін азайту үшін қолдануға болады.
Кішкентай молекула ингибиторлары: Кішкентай молекула ингибиторларын ауру тудыратын ақуыздардың белсенділігін тежеу үшін қолдануға болады.
Болашақ бағыттар
Нейродэйігенеративті аурулардың генетикасындағы болашақ бағыттарға мыналар кіреді:
* Ауру қатеріне ықпал ететін жаңа гендерді анықтау.
* Генетикалық факторларға арналған тиімді терапевтік стратегияларды жасау.
* Нейродогенеративті ауруларды емдеу үшін генетикалық ақпаратты пайдалану.
* Нейроженеративті аурулардың дамуындағы гендер, қоршаған орта және өмір салты арасындағы күрделі өзара әрекеттесу туралы түсінікімізді арттыру.
10-бөлім: генетикалық зерттеулердің этикалық және әлеуметтік салдары
Генетикалық зерттеулердегі жетістіктер мұқият қараудың бірнеше этикалық және әлеуметтік салдарын арттырды. Оларға мыналар кіреді:
Генетикалық құпиялылық: Генетикалық ақпараттың құпиялығын қорғау өте маңызды. Генетикалық ақпарат адамның денсаулығы, ата-бабалары және ауру қаупі туралы құпия ақпаратты аша алады.
Генетикалық дискриминация: Генетикалық дискриминация жеке тұлғалар өздерінің генетикалық ақпаратына негізделген әділетсіз қарым-қатынас жасағанда пайда болады. Бұл жұмыспен қамту, сақтандыру және басқа да салаларда болуы мүмкін.
Хабарланған келісім: Генетикалық тестілеуге және зерттеуге ақпараттық келісім алу өте маңызды. Жеке тұлғалар қатысуға келіспес бұрын генетикалық тестілеу мен зерттеулердің ықтимал қауіптері мен артықшылықтарын түсінулері керек.
Генетикалық технологияларға қол жеткізу: Генетикалық технологияларға тең қол жетімділікті қамтамасыз ету маңызды. Генетикалық тестілеу және терапия оларды қымбатқа түсіре алады, оларды кейбір адамдар үшін қол жетімді ете алады.
Нәрігерді редакциялау: Габарландыруды редакциялау репродуктивті жасушалардың ДНҚ-ға (сперма немесе жұмыртқалар) өзгерістер енгізуді қамтиды. Бұл өзгерістер болашақ ұрпаққа жіберіледі. Нәрігерлік редакцияда егжей-тегжейлі айтылатын кең консенсус бар және тек тиісті этикалық бақылаумен медициналық себептермен ғана қолданылады.
Евгеника: Евгеника – халықтың генетикалық сапасын жақсарту үшін адамдарды іріктеп өсіру тәжірибесі. Евгениканың қараңғы тарихы бар және этикалық емес деп саналады.
Генетикалық технологияларды реттеу: Генетикалық технологияларды реттеу олардың қауіпсіз және этикалық тұрғыдан пайдаланылуын қамтамасыз ету үшін маңызды.
Қоғамдық білім және келісім: Жалпыға қол жетімді білім беру және қатысу жалпы халық генетикалық зерттеулердің ықтимал артықшылықтары мен тәуекелдерін түсінуге мүмкіндік береді.
Осы этикалық және әлеуметтік салдарларды шешу генетикалық зерттеулердің жалпы қоғамның қоғамдастықтың болуын қамтамасыз ету өте маңызды. Осы күрделі мәселелерге бағыттау үшін ғалымдар, этикалық, саясаткерлер мен қоғам арасындағы үнқатысу және ынтымақтастық жалғасуда.
Генетикалық зерттеулерді одан әрі нақтылау үшін одан әрі зерттеу жалғасуда. Қосымша ақпарат алу үшін жалғастырыңыз.