Novosti Hrvatska

Riječ struke

Nova era u liječenju raka, ali i brojnih drugih bolesti: precizna medicina u potpunosti će promijeniti medicinu koju prakticiramo danas; Istaknuti znanstvenik objašnjava što nam sve donosi personalizirni koncept dijagnostike i liječenja

Riječ struke

Nitko više ne dvoji: koncept personalizirane medicine u cjelosti će promijeniti medicinu koju prakticiramo danas. Osnova koncepta personalizirane ili kako se odnedavna naziva precizna medicina se temelji na poznavanju i razumijevanju procesa na molekularnoj razini što je istodobno ključno i u dizajniranju terapeutskog postupka.

Drugim riječima, analizom genoma dobivaju se informacije koje mogu biti važne za prevenciju nastanka bolesti, ranoj dijagnostici, ali i pri odabiru optimalnog liječenja i praćenja učinkovitosti terapije. "Prava terapija za pravog pacijenta u pravo vrijeme" je ključna sintagma personalizirane medicine, a posebno je značajna kad je riječ o farmakogenomici.

Međutim, u posljednje vrijeme sastavni dio personalizirane medicine postaju stanična i genska terapija, analiza glikana te regenerativna medicina. O važnosti personalizirane medicine govori podatak da je Europska komisija osnovala International Consortium of Personalized Medicine (ICPerMed), kao strateško tijelo u promicanju personalizirane medicine u Europi. Istodobno, s istim ciljem u Hrvatskoj je osnovan Hrvatski klaster konkurentnosti personalizirane medicine i Hrvatsko društvo za personaliziranu (preciznu) medicinu pri Hrvatskom liječničkom zboru. Ova tijela u simbiozi s Hrvatskim društvom za humanu genetiku (HDHG) imat će ključnu ulogu u razvoju i integraciji novih spoznaja molekularne medicine u kliničku praksu u Republici Hrvatskoj.

Geni su građeni od osnovne nasljedne tvari ili molekula DNA, a nešto više od 23.000 gena kodira "poruke" koja će dovesti do sinteze proteina nužnih za naše funkcioniranje. Svakom živućem organizmu ključna je misija osigurati prijenos svog genetskog materijala na slijedeću generaciju, a osnovno pravilo genetike ističe da svaka osoba nasljeđuje 50% genetskog materijala od oca, a 50% od majke. Iz toga je očito zbog čega nasljeđivanje patogenog gena može imati ključnu ulogu u nastanku bolesti unutar neke obitelji.

Nasljedne bolesti u svojoj podlozi imaju jedan ili više poremećaja u genomu, što dovodi do niza vrlo specifičnih klinički vidljivih obilježja. Ako pojedinac u obitelji ima bliskog srodnika s određenom bolesti, ulazi u grupu osoba s visokom genskom osjetljivošću za nastanka bolesti. Roditelji na svoju djecu prenose nasljedna svojstva pa tako i patogene mutacije koje mogu povećati rizik od nastanka bolesti, uključujući zloćudne ili kardiovaskularne bolesti. Zbog toga, ako se kod jednog člana obitelji utvrdi postojanje patogene mutacije, postoji velika vjerojatnost da netko do njegove braće ili sestara nosi istu tu mutaciju.

Najčešće bolesti čovjeka su uvjetovane nizom čimbenika (multifaktorske). Stoga te bolesti zovemo i složene bolesti jer su posljedica djelovanja većeg broja gena od kojih neki imaju vrlo značajan učinak, a neki tek manju ulogu u razvoju bolesti. Uz učinak više gena, bitan utjecaj na očitovanje ovih poremećaja imaju čimbenici okoline (epigenomski čimbenici). Svojstva kao što su visina, konstitucija, kao i najčešće bolesti suvremenog čovjeka poput srčanih bolesti, raka, šećerne bolesti, astme, duševnih poremećaja, te izolirane nasljedne anomalije, nasljeđuju se multifaktorski, a koncept multifaktorskog tipa nasljeđivanja pretpostavlja da je stanje pojedinca (fenotip) posljedica kombinacija učinaka više gena od kojih neki imaju veći, a drugi manji utjecaj.

Sukladno navedenom, temelji cilj implementacije personalizirane medicine u kliničkoj praksi je razumjeti molekularnu osnovu bolesti i sukladno tome razvijati najbolji mogući terapeutski postupak. S ciljem ranog otkrivanja pojedinih patogenih mutacija, a kako bi se mogao prevenirati nastanak bolesti, kreirani su tzv. proaktivni testovi. Proaktivni genetski testovi koji se odnedavna koriste u Specijalnoj bolnici Sv. Katarina u suradnji s američkom korporacijom Invitae, pokazali su da 16.1% zdravih osoba u populaciji ima određeni genetski rizik za nastanak bolesti, no posebno značajno je to što među njima 7.2% osoba posjeduje klinički relevantne varijante gena koje su povezane s nastankom kardiovaskularnih ili malignih oboljenja.

Drugim riječima, genetski predisponirane osobe imaju veliku šansu da tijekom svog životnog vijeka razviju poremećaj u kojem nasljeđe igra presudnu ulogu, a jedini način za to utvrditi je uz pomoć genetičkog testiranja.

Tijekom analize 77 gena povezanih s kardiovaskularnim bolestima analizira se genetski materijal pacijenta na nasljednu sklonost obolijevanja od kardiomiopatija, posebice hipertrofijske kardiomiopatije te niza aritmija ali i drugih stanja poput plućne arterijske hipertenzije, obiteljske hiperkolesterolemije, aortopatije... Rezultati ovih testova mogu signifikantno doprinijeti prevenciji nastanka navedenih bolesti ali i npr. u rizičnim skupinama i iznenadnu srčanu smrt.

Naime, neke bolesti poput iznenadnog zatajenja srca, iznimno je teško predvidjeti, jer u 50% slučajeva te osobe nikada ranije nisu imali simptome koji bi nagovijestili takav dramatičan ishod. American Heart Association ističe da svake godine 350.000 Amerikanca doživi srčani zastoj kojeg će preživjeti svega 1%. Zbog toga American Heart Association, American College of Cardiology and Heart Rhythm Society u svojim novim smjernicama ističu važnost i vrijednost genetičkog testiranja u određenim rizičnim skupinama. Ovi testovi imaju i golem značaj u kliničkoj dijagnostici jer vrlo često standardni kardiološki pregledi mogu predvidjeti ono što molekularnoj medicini uglavnom ne promiče.

Zloćudne bolesti postaju glavni javnozdravstveni problem jer danas je rak drugi najvažniji uzrok smrti, odmah iza bolesti srca i krvnih žila. Oštećenje DNA molekula ključan je čimbenik u u nastanku karcinoma. Naime, kad se mutacija (oštećenje DNA) dogodi u području tzv. onkogena ili tumor-supresorskih gena, stanica se maligno transformira, što rezultira nastankom i rastom karcinoma. Posebno je problematično postojanje mutacije unutar tzv. gena koji popravljaju DNA jer je u tom slučaju i zadnja linije obrane za razvoj karcinoma probijena. Na kraju, akumulacija niza oštećenja stanica, prvenstveno vezanih za ciljane gene poput onkogena i tumor-supresorskih gena (odgovorni za regulaciju staničnog ciklusa, programirane stanične smrti i stabilnosti genoma), dovodi do nastajanja zloćudne stanice.

Na molekularnoj razini postoji konstantan proces popravljanja oštećenih molekula DNA i zapravo o tom mehanizmu ovisi koliko je stanica sposobna sačuvati svoje funkcije. Koristeći sličan koncept (CRISPR-Cas9), danas smo u mogućnosti specifične sekvence oštećenih gena zamijeniti i oštećenom genu ponovno vratiti punu funkciju. Inače, o koliko značajnom i kompleksnom procesu se radi najbolje svjedoči podatak da svaka naša stanica dnevno "doživi" 105 (10.000) spontanih ili induciranih oštećenja na razini DNA i pravo je čudo zapravo s kolikom efikasnošću različiti stanični mehanizmi popravljaju takva oštećenja ne dozvoljavajući recimo, učestaliji nastanak karcinoma. S druge strane, ako određene mutacije zahvate gene koji proizvode proteine odgovorne za popravljanje DNA ili neke druge gene koji direktno utječu na gubitak funkcije staničnog ciklusa proces nastanka karcinoma je nezaustavljiv. Samo je pitanje u kojoj će fazi biti otkriven.

Iz svega navedenog jasno je da svaka nova dijagnostička metoda koja doprinosi ranom otkrivanju promjena koje će dovesti do maligne bolesti je iznimna važna, a među njima je sigurno ključno i nezaobilazno genetičko testiranje, posebice u predisponiranih osoba. Zbog toga se navedena testiranja preporučuju posebno osobama u čijim obiteljima ima oboljelih od zloćudnih ili kardiovaskularnih bolesti; osobama koje pripadaju populacijama u kojima postoji signifikantna učestalost patogenih mutacija ili koje imaju simptome koji sugeriraju na postojanje jedne od bolesti za koje postoji povezanost s patološkim mutacijama koje se analiziraju ovim genetičkim testom. Uz sve, navedeni proaktivni testovi su posebno osmišljeni kako bi zdravim odraslim osobama pomogli u razumijevanju utjecaja gena na njihovo zdravlje.

Gotovo je nemoguće danas uspješno liječiti rak bez korištenja koncepta personalizirane medicine, prvenstveno zbog toga što se farmakogenetskim analizama može utvrditi učinkovitost lijeka za svaku pojedinačno oboljelu osobu. Proaktivni genetički test kojeg koristimo posebno je dizajniran kako bi se tijekom jednog testiranja istodobno analizirao 61 gen, povezanih s nastankom najčešćih karcinoma uključujući melanom, sarkom, rak želuca, prostate, dojke, jajnika, kolona, rektuma, mozga, gušterače, endokrinog sustava, itd...

Sustav koji se koristi u Specijalnoj bolnici Sv. Katarina, uz gene BRCA1 i BRCA2, istodobno analizira i 12 drugih ključnih gena povezanih s nastankom karcinoma dojke, uključujući ATM, BARD1, BRIP1, CDH1, CHEK2, NBN, PALB2, PTEN, RAD51C, RAD51D, STK11, TP53 te se time značajno povećava mogućnost otkrivanja rizika za nastanak karcinoma dojke u odnosu kad se analiziraju isključivo BRZA1 i BRCA 2 geni.

Rak dojke najčešća je lokacija raka u žena. Svaki mjesec 250 žena u Hrvatskoj oboli od raka dojke, a 90 ih umre. Nasljedni karcinom dojke i ovarija uzrokovan patogenim varijantama gena BRCA1 i BRCA2 najčešći je oblik nasljednog karcinoma oba organa. Prevalencija (učestalost) u općoj populaciji se procjenjuje na 1: 400 no može značajno varirati, ovisno o etničkoj podlozi. BRCA 1 (engl. Breast cancer susceptibility gene 1) i BRCA 2 (engl. Breast cancer susceptibility gene 2) geni imaju svoj izražaj u dojci, ali i u drugim tkivima. Njihova je uloga ključna kako u popravljanju oštećene DNA tako i u uništavanju stanica u kojima DNA ne može biti popravljena. Stoga mutacije unutar BRCA1 i BRCA 2 gena dovode do akumulacije oštećene DNA što u konačnici može voditi u razvoj karcinoma. Klinički značaj BRCA1 i BRCA2 patogenih varijanti još je uvijek predmet rasprave, budući da neke osobe s patogenom varijantom mogu doživjeti duboku starost, a da ne razviju rak dojke ili jajnika, a oni koji razviju rak uz postojanje identične patogene varijante mogu imati različito vrijeme pojave simptoma bolesti, pojavu različitih tumora i različito tešku kliničku sliku.

Kod obitelji kod kojih veći broj članova obitelji manifestira bolest u ranoj dobi, rizik može biti i do 80%. S druge strane, u obiteljima s manjim brojem zahvaćenih članova i u sporadičnih bolesnika rizik se kreće 40-60%. Patogene varijante u genima BRCA1 i BRCA2 nasljeđuju se autosomno dominantno i velika većina oboljelih naslijedila ih je od roditelja. Zbog nepotpune penetrantnosti i varijabilne ekspresije, različitog životnog vijeka, te smanjenja a priori rizika zbog profilaktičkih kirurških zahvata, rak nije prisutan ili dijagnosticiran kod svih roditelja oboljelih osoba. Potrebno je iz opće populacije izdvojiti rizične skupine kod kojih je indicirano napraviti analizu.

Kad je otkrivena patogena varijanta koja se nasljeđuje u obitelji, mogu se testirati rizični članovi obitelji te identificirati sve osobe koje trebaju pojačan nadzor i ranu intervenciju u slučaju pojave karcinoma. Naravno, moguća je i prenatalna dijagnoza, ukoliko je poznata patogena varijanta koja se prenosi u obitelji, no takvi zahtjevi su izuzetno rijetki. Kako postoji izražena varijabilnost ekspresije unutar iste obitelji, nije moguće predvidjeti kliničko očitovanje u slučaju da plod nosi patogenu varijantu. Uz sve navedeno, kod nositelja patogene varijante u genu BRCA2 preporuča se klinički pregled kože i očiju jednom godišnje. U visoko rizičnim obiteljima, može se donijeti odluka o prevenciji pojave očitovanja tumora tako da se napravi profilaktična mastektomija i/ili ooforektomija i kemoprofilaksa tamoksifenom. Ipak je važno naglasiti da niti jedina od zasad raspoloživih tehnika ne može jamčiti identifikaciju svih patogenih alelnih varijanti gena BRCA1 ili BRCA2. Naravno uz njih, konstantno se otkrivanju i druge varijante nepoznatog kliničkog značenja.

Farmakogenetika je novija grana farmakoloških znanosti koja proučava vezu između genetičke predispozicije nekog pojedinca i njegove sposobnosti metaboliziranja nekog lijeka ili stranog spoja. Ona pomaže razumijevanju zašto neke osobe odgovaraju na lijekove, a druge ne, zašto neke osobe trebaju više ili niže doze za postizanje optimalnoga terapijskog odgovora, a može upozoriti i na pacijente koji neće odgovoriti na terapiju, odnosno, na one u kojih se mogu pojaviti toksične nuspojave. Za razliku od farmakogenetike, koja se najčešće bavi utjecajem pojedinačnih polimorfizama na interindividualne varijacije u odgovoru na lijekove, širi pojam - farmakogenomika obuhvaća i razine međudjelovanja više gena (ili cijeloga genoma). Podaci za Europu pokazuju da se 7 do 13% pacijenata prima u bolnicu zbog neželjenih reakcija na lijekove, a njih 30 do 50 % ne odgovara na terapiju.

Podaci koje je iznio vodeći američki medicinski časopis JAMA uznemirili su javnost, jer navode da godišnje samo u SAD-u više od 2 milijuna hospitaliziranih bolesnika nakon uzimanja lijekova imaju ozbiljne štetne popratne pojave, dok njih više od 100.000 zbog toga i umre.Genski polimorfizmi određuju interindividualne razlike u metaboličkom i transportnom kapacitetu nekog lijeka, ali važno je imati na pameti da varijabilnosti unutar HLA sustava isto tako mogu biti, prvenstveno zbog imunosnih reakcija (poput raznih kožnih reakcija) razlogom nastanka nuspojava. Osim toga, genetski polimorfizmi mogu imat iznimno važnu ulogu u interakcijama lijekova. Isto tako važno je imati na umu da niz epigenetičkih ili okolišnih čimbenika može igrati važnu ulogu tijekom metaboliziranja lijeka.

Propisivanje lijekova sukladno genskom profilu pojedinca znatno smanjuje vjerojatnost popratnih pojava istodobno smanjujući i vjerojatnost predoziranja u odnosu na tipičnu situaciju gdje se lijek propisuje sukladno bolesnikovoj tjelesnoj težini i starosti. Stoga, farmakogenetika ima ključnu ulogu u izboru najboljeg mogućeg lijeka kao i njegove doze, istodobno umanjujući rizik popratnih pojava, predoziranja i nepovoljnih posljedica interakcije lijekova. Suradnja OneOme speen of tvrke Mayo Clinic i Specijalne bolnice Sv. Katarina u razvoju farmakogenomike Vrijednost navedenog sustava leži u činjenici da se genetička analiza radi iz brisa sluznice usne šupljine koja sadrži dovoljan broj stanica iz kojih će se izdvojiti i analizirati DNA, a metoda je u potpunosti jednostavna i bezbolna. Radi se samo jednom u životu jer genska struktura se ne mijenja kod pacijenta tijekom njegova života. Činjenica je da je ovaj do sada najsveobuhvatniji farmakogenomski test (analizira 27 gena i 111 pripadajućih polimorfizama odgovornih za metabolizam više od 350 lijekova) postao realnost u kliničkoj praksi. Prednost u radu s ovim testom leži u tome što je za njega razvijen i poseban program umjetne inteligencije koji omogućuje liječniku pregledan prikaz povezanosti specifičnih mutacija s učinkom na svaki pojedinačni lijek.

Isto tako, u slučaju ako se u budućnosti otkrije neki novi lijek, a imamo pohranjenu DNA od pacijenta, ne trebamo ponavljati uzimanje uzorka već sve možemo napraviti iz postojećeg uzorka. Osim testiranja genetskih polimorfizama enzima i drugih proteina, ovaj test je poseban jer testira i dva iznimno značajna gena: Faktor V (leiden) i Faktor II (prothrombin) koji su odgovorni za povećan rizik zgrušavanja krvi te povećan rizik od nastanka tromboembolija. Nekoliko (7-8 dana) nakon uzimanja uzorka pacijent se poziva i tada mu se predoče molekularni rezultati i radi interpretacija testa (utvrđuje se genotip).

Istodobno, liječnik informira pacijenta o kliničkom značenju dobivenog nalaza te sukladno tome ukidaju lijekovi koji su za dotičnog pacijenta štetni ili se, ako je to potrebno, uvode novi lijekovi. U najvećem broju slučajeva, preporuke liječnika se temelje na smjernicama Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium i imaju najvišu kliničku razinu dokaza 1A. Tako dobiveni laboratorijski nalazi se prikazuju bilo kao genotip pacijenta koji ima značajan utjecaj na metabolizam ciljanog lijeka te se zbog toga utvrđuje povećan rizik od neželjenih reakcija lijekova ili gubitak terapijske učinkovitosti lijeka ili genotip pacijenta koji ima umjeren utjecaj na metabolizam ciljanog lijeka te se zbog toga utvrđuje povećan rizik od neželjenih reakcija lijekova ili gubitak terapijske učinkovitosti lijeka ili genotip pacijenta koji ima minimalni utjecaj na metabolizam ciljanog lijeka te se zbog toga ne postoji značajan rizik od neželjenih reakcija lijekova ili gubitak terapijske učinkovitosti lijeka.

Personalizirana medicina za cilj ima analizom genoma pravovremeno dijagnosticirati promjene koje će dovesti do bolesti ili kad se već bolest razvila liječiti je sukladno spoznajama dobivenim analizom istog tog genoma. Tako je i s prevencijom nastanka povećanog zgrušavanja krvi te posljedično duboke venske tromboze koja može u slučaju neliječenja dovesti do plućne embolije i smrtnog ishoda. Jedini način kako prevenirati ovakva stanja je utvrditi postojanje mutacije na genima odgovornim za koagulaciju te istodobno farmakogenomskim testiranjem utvrditi postojanje mutacija unutar gena odgovornih za metabolizam lijeka kojeg koristimo u prevenciji ili liječenju pojačanog zgrušavanja krvi.

Oko 5% osoba u Hrvatskoj ima nasljedno povećanu sklonost zgrušavanju krvi. Mogućnost nastanka tromboze raste s godinama starosti, a češća je nakon operativnih zahvata i povreda. Žene su skupina s najvećim rizikom, no poremećaj zahvaća oba spola i sve dobne skupine. Analizom DNA, moguće je utvrditi postojanje genske predispozicije za povećanu sklonost stvaranja ugruška, a analiziraju se geni koji sudjeluju u zgrušavanju krvi (Faktor V-Leiden, Protrombin, MTHFR, itd).

Jednostavnim rječnikom, već danas je moguće prije operacije (koja je već sama za sebe golemi stres) napraviti potrebnu genetičku analizu i prevenirati neželjene ishode. Naime, duboka venska tromboza može dovesti do životno opasne plućne embolije, kao što je rečeno, prvenstveno zbog razvoja krvnog ugruška tromba koji je i doveo do embolije. Najčešći tip plućnog embolusa je krvni ugrušak, obično onaj koji započne u veni noge ili zdjelice.

Medikamentno liječenje (lijekovima) koji usporavaju zgrušavanje krvi (antikoagulansi) mogu pojavu duboke venske tromboze signifikantno smanjiti. Dodatan je problem što kod žena s postojanjem mutacija na npr. faktoru V ili II kumulativno raste šansa za obolijevanje od duboke venske tromboze, pogotovo kod uzimanja kontraceptivnih sredstvava. Da bi prevencija ili liječenje duboke venske tromboze bila uspješna, prethodno je potrebno napraviti farmakogenetsko testiranje. Ipak, činjenica da neka osoba ima gensku predispoziciju ne znači da će se nužno razviti krvni ugrušak ili s njim povezano stanje (npr. spontani prekid trudnoće). Međutim, važno je napomenuti kako bi te osobe trebale izbjegavati faktore rizika koji u interakciji s genskom predispozicijom mogu biti okidač za nastanak krvnog ugruška.

Suradnjom Genosa i Specijalne bolnice Sv. Katarina odnedavna se u bolnici radi GlycanAge test, koji je po prvi put u cijelom svijetu upravo pokrenut u Hrvatskoj. Test GlycanAge analizira razine glikana, složenih šećera koji moduliraju strukturu i funkciju proteina u imunološkom sustavu. Strukture se tih glikana, naime, mijenjaju sa starenjem, a određeni profili karakteristični su za određenu starost te se ovom metodologijom zapravo utvrđuje stvarna biološka dob pojedinca u odnosu na onu kalendarsku ili kronološku. Posebno je značajno što su naši znanstvenici proveli niz funkcionalnih studija koje su pokazale da glikani nisu samo biomarkeri, već i funkcionalni efektori koji pridonose razvoju niza. bolesti, između ostaloga i kardiovaskularnih bolesti. Stoga, glikani i službeno dobivaju važnu ulogu u razvoju koncepta personalizirane medicine, bez kojeg će budućnost medicine biti naprosto nezamisliva.

Prof. dr. Dragan Primorac

Naslovnica Hrvatska