Có sự quan tâm rất lớn trong việc tìm hiểu những gì gen của chúng tôi có thể cho chúng tôi biết về bản thân mình. Bạn không muốn biết nếu bạn có một gen bất thường ("biến thể gen") gây ra cholesterol cao trên bầu trời hoặc làm cho cục máu đông của bạn dễ dàng hơn trước khi nó có thể được phát hiện với một xét nghiệm máu tiêu chuẩn? Sẽ không hữu ích khi biết nếu bạn có nguy cơ bị đau tim trong tương lai khi còn trẻ, bạn có thể bắt đầu điều trị để ngăn ngừa nó không?
Có rất nhiều sự phấn khích về lời hứa về giải trình tự bộ gen và cách nó có thể được sử dụng để tạo ra phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho một cá nhân - về bản chất, để cá nhân hóa sự chăm sóc. Đã có, các bác sĩ ung thư đang bắt đầu sử dụng thông tin di truyền từ các khối u của một người để chọn những gì họ tin là những loại thuốc hiệu quả nhất. Nhưng y học cá nhân vẫn còn trong giai đoạn trứng nước và chưa được sử dụng rộng rãi trong tim mạch. Tại sao? Vì chúng ta càng học nhiều thì càng có nhiều câu hỏi.
Học những gì gen có thể nói
DNA của chúng tôi vô cùng phức tạp. Mỗi người trong chúng ta có ba triệu cặp gen cơ bản. Để biết cặp gen nào là bất thường, trước tiên chúng ta phải tìm hiểu xem gen bình thường trông như thế nào. May mắn thay, các nhà di truyền học chuyên dụng đã có thể lập bản đồ DNA với sự trợ giúp của các máy tính mạnh mẽ. Các máy tinh vi có thể đọc các mã phức tạp này rất nhanh — và quá trình mất 13 năm để hoàn thành có thể được thực hiện trong một ngày hoặc lâu hơn.
Tiếp theo, các nhà khoa học bắt đầu tìm kiếm các gen bất thường xuất hiện ở những người mắc bệnh nhất định, vì vậy họ có thể tạo ra mối liên hệ giữa đột biến và tình trạng này. Điều này giống như việc tìm lỗi chính tả trong các trang của một cuốn sách - mọi người đều có một số lỗi chính tả trong DNA của họ.
Nhưng chúng tôi đã học được kết nối không phải lúc nào cũng đơn giản.
Ví dụ, chúng tôi tìm thấy một số biến thể gen dẫn đến bệnh cơ tim phì đại , một căn bệnh làm cho cơ tim dày lên, phóng to và cuối cùng thất bại. Trong một thời gian dài, chúng tôi đã biết rằng không phải tất cả những người mang gen biến thể này đều phát triển căn bệnh này. Điều này cũng áp dụng cho các biến thể gen khác.
Hơn nữa, các nhà khoa học gần đây đã phát hiện ra rằng một biến thể gen trong bệnh cơ tim phì đại có thể ảnh hưởng đến một số chủng tộc, nhưng không ảnh hưởng đến một số chủng tộc khác. Ví dụ, những người da trắng có một biến thể gen có thể phát triển bệnh, trong khi người da đen với cùng một biến thể gen có thể không. Chúng tôi không biết chính xác lý do tại sao. Vì vậy, sự hiện diện của một biến thể gen ở một số người có thể có một ý nghĩa khác nhau ở những người khác - có nghĩa là các yếu tố khác có thể được chơi.
Ngoài ra, có rất nhiều bệnh dường như có một nguyên nhân di truyền, bởi vì chúng chạy trong gia đình, nhưng chúng tôi đã không thể xác định được các biến thể gen gây ra chúng. Có khả năng là nhiều biến thể gen có liên quan.
Tiến hành
Từ quan điểm trái tim, chúng tôi đã học được nhiều nhất từ những đột biến hiếm hoi. Những khám phá này đã dẫn đến một sự hiểu biết tốt hơn về cách tự nhiên có thể khắc phục những vấn đề này. Có rất nhiều hy vọng rằng chúng ta có thể sử dụng cái nhìn sâu sắc này để phát triển các loại thuốc mới để điều trị những căn bệnh này.
Ví dụ, một biến thể gen đã được xác định cách đây một thập kỷ vì có liên quan đến sự không có khả năng của gan để làm rõ cholesterol trong máu. Những người bị đột biến này có mức cholesterol trong máu rất cao. Khám phá này đã được sử dụng để tạo ra một loại thuốc trị cholesterol mới, được gọi là chất ức chế PCSK9, giúp các bệnh nhân bị đột biến chuyển hóa cholesterol.
Thuốc ngăn chặn một protein gọi là PCSK9 khỏi can thiệp vào cơ chế giải phóng cholesterol thông thường trong gan. Phải mất chưa đầy một thập kỷ từ việc khám phá ra con đường PCSK9 để sản xuất một loại thuốc có thể được sử dụng ở bệnh nhân.
Điều này sẽ không thể có được nếu không có kiến thức về mã di truyền.
Nghiên cứu di truyền đang đưa chúng ta đến gần hơn để tìm ra cách điều trị bệnh cơ tim phì đại. Một điều trị sáng tạo bằng cách sử dụng các phân tử nhỏ để nhắm mục tiêu vị trí của biến thể gen đã được phát triển. Khi mèo dễ bị bệnh này được cho tác nhân này, cơ hội chúng sẽ phát triển một giọt tim to.
Bước tiếp theo là thử nghiệm công thức trên con người có nguy cơ mắc bệnh. Nếu việc điều trị có hiệu quả, nó sẽ là một bước đột phá trong việc ngăn ngừa bệnh cơ tim phì đại. Hiện tại không có phương pháp điều trị nào cho những người có khả năng phát triển bệnh này cao hơn vì họ mang biến thể gen. Những phát triển như thế này rất thú vị khi chúng thay đổi cách tiếp cận của chúng ta đối với việc chăm sóc bệnh nhân từ phản ứng lại sang chủ động.
Những gì chúng ta không biết
Khi chúng ta đến gần hơn để hiểu mối quan hệ giữa đột biến gen và bệnh tật, một yếu tố thứ ba nảy sinh cho các vấn đề phức tạp - cách các gen của chúng ta tương tác với môi trường và cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Thu thập kiến thức này sẽ có một cách tiếp cận có hệ thống để nghiên cứu lâm sàng và nhiều thập kỷ để đi đến câu trả lời.
Tuy nhiên, cuối cùng, chúng tôi hy vọng họ sẽ giúp chúng tôi hiểu một số câu hỏi cơ bản, chẳng hạn như tại sao một số người hút thuốc, hít thở không khí ô nhiễm hoặc ăn chế độ ăn kém phát triển bệnh tim trong khi những người khác thì không. Tin tốt là các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy thói quen lành mạnh, như tập thể dục thường xuyên và ăn uống lành mạnh, có thể khắc phục những rủi ro phát triển các bệnh tim mạch được “kế thừa” thông qua các biến thể gen.
Điền vào chỗ trống
Có rất nhiều phần còn thiếu của câu đố DNA. May mắn thay, một số nỗ lực rất lớn đang được tiến hành để thu thập và phân tích dữ liệu di truyền. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp cho bác sĩ những kiến thức họ cần để điều trị cho những bệnh nhân có một căn bệnh nào đó.
Một nỗ lực được gọi là Sáng kiến Y học Chính xác, hoặc “Tất cả chúng ta”. Đây là một dự án độc đáo nhằm xác định những khác biệt riêng biệt về gen, môi trường và lối sống. Dự án sẽ đăng ký một triệu người tham gia trên toàn quốc, những người đồng ý chia sẻ các mẫu sinh học, dữ liệu di truyền và thông tin về lối sống và chế độ ăn uống với các nhà nghiên cứu thông qua hồ sơ y tế điện tử của họ. Hy vọng rằng thông tin thu thập được thông qua chương trình này sẽ cho kết quả điều trị chính xác hơn đối với nhiều bệnh.
Kiểm tra rẻ hơn
Chi phí của trình tự DNA đã giảm từ hàng ngàn đô la xuống hàng trăm đô la - và tiếp tục giảm. Khi giá thấp hơn làm cho việc thử nghiệm DNA có thể truy cập được đối với người trung bình, chúng tôi có thể thấy nhiều tiếp thị trực tiếp tới người tiêu dùng hơn, cho phép các gia đình xác định một số rủi ro về bệnh di truyền, tương tự như cách bạn có thể sử dụng thử nghiệm DNA để khám phá tổ tiên của bạn. Chúng tôi vẫn đang tìm hiểu những tác động của việc thu thập thông tin về nguy cơ bệnh có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và phúc lợi của con người như thế nào.
Trong thế giới y học, chúng tôi đang cố gắng tìm ra cách sử dụng thử nghiệm DNA để có được thông tin mà chúng tôi không thể vượt qua các loại thử nghiệm khác. Khi chúng tôi có được thông tin, chúng tôi cần biết phải làm gì với nó. Một ví dụ điển hình là tăng cholesterol máu gia đình . Thử nghiệm DNA đã tiết lộ rằng ba phần trăm người có nguy cơ gia tăng đối với tình trạng này gây ra mức cholesterol máu cao nguy hiểm. Vì thế:
- Mọi người nên được kiểm tra để tìm thấy ba phần trăm này?
- Điều này có tốt hơn việc sử dụng xét nghiệm cholesterol trong máu tiêu chuẩn và lấy tiền sử gia đình cẩn thận không?
- Nếu xét nghiệm DNA phát hiện ra bạn có nguy cơ mắc bệnh tim cao hơn năm phần trăm thì sao?
- Điều này có làm tăng nguy cơ đủ cao mà bạn nên được điều trị không?
Các câu hỏi như thế này cần được trả lời trước khi chúng tôi có thể sử dụng xét nghiệm DNA để biện minh cho cách tiếp cận điều trị của chúng tôi.
Tiến về phía trước
Chúng tôi mới bắt đầu làm xước bề mặt, nhưng chúng tôi dự đoán rằng di truyền cuối cùng sẽ thay đổi cách các chuyên gia tim mạch đánh giá bệnh nhân và gia đình họ với một số dạng bệnh tim nhất định, chẳng hạn như suy tim. Cứ năm người trưởng thành thì cứ 1 người thì bị suy tim. Và bệnh ảnh hưởng đến trẻ em của một trong bốn bệnh nhân suy tim. Chúng tôi muốn xác định những người này trước khi họ phát triển suy tim.
Rất may, nhiều phát triển mới thú vị trong kiến thức và công nghệ đang cho phép chúng ta giải quyết câu đố cực kỳ phức tạp này. Xác định tiềm năng của thử nghiệm gen là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng là một nhiệm vụ thú vị. Mọi người đều mong muốn được nhìn thấy sự tiến bộ.
Tiến sĩ Tang là một chuyên gia tim mạch tại Viện Tim mạch và Bệnh mạch máu Cleveland, chương trình phẫu thuật tim mạch và tim mạch số 1 của quốc gia được xếp hạng bởi US News & World Report. Ông cũng là Giám đốc Trung tâm Genomics lâm sàng.
> Nguồn:
> Abul-Husn, Noura S. et al. Xác định di truyền của tăng cholesterol máu gia đình trong một hệ thống chăm sóc sức khỏe duy nhất của Hoa Kỳ. Khoa học . 2016, 354 (6319): 7000.
> Manrai AK, Funke BH, Rehm HL, và cộng sự. Misdiagnoses di truyền và tiềm năng cho sự khác biệt về sức khỏe. Tạp chí Y học New England . Năm 2016, 375 (7): 655–665.
> Stern JA, Markova S, Ueda Y và cộng sự. Một chất ức chế phân tử nhỏ của Sarcomere Contractility làm giảm đáng kể tắc nghẽn đường ruột thất trái trong bệnh phì đại cơ tim phì đại. PLOS ONE . 2016, 11 (12): e0168407.