По генетическому паспорту — остеопороз

 

В рамках программы Союзного государства «ДНК-идентификация» исследования в  области борьбы с остеопорозом с белорусской стороны ведет Институт генетики и цитологии НАН Беларуси совместно с БГМУ, БелМАПО  и Минским городским центром профилактики остеопороза и болезней костно-мышечной системы на базе 1-й ГКБ. По отдельной программе ученые академического института успешно сотрудничают с коллегами из Национального центра остеопороза в Вильнюсе.

 

Известно, что многое в развитии патологии определяется питанием, малоподвижным образом жизни, недостатком солнечного света, вредными привычками и другими средовыми факторами. Так почему решать проблему взялись генетики?

 

— Остеопороз задает немало загадок, — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории генетики человека Института генетики и цитологии НАН Беларуси, кандидат  биологических наук, доцент Павел Морозик. — Например, жители северных стран сетуют на недостаток солнечного света, из-за чего в организме вырабатывается мало витамина D, влияющего в том числе и на скелетный метаболизм. Но и в ОАЭ, где солнца в избытке, остеопороз такая же острая проблема, как и у нас. В Азии, где традиционно практически не употребляют молочные продукты по причине широкого распространения лактозной непереносимости, остеопороз распространен не меньше, чем в Европе. Факторы риска в каждом регионе и у каждого этноса могут быть свои, а результат примерно одинаковый. Генетические факторы риска превалируют над средовыми. Последние исследования показали, что вклад генетических факторов в развитие остеопороза составляет 70–80 %. Тем не менее разработанная в Центре взаимодействия ВОЗ по метаболическим заболеваниям костей в Шеффилде (Великобритания) и используемая во всем мире компьютеризированная методика FRAX, по которой врачи оценивают риск костных переломов, до сих пор не учитывает генетические факторы. Правда, авторы приняли во внимание, что эпидемиологические данные по частоте переломов имеют свои особенности в каждой стране, и разработали отдельные алгоритмы, в том числе и для белорусской популяции. 

 

 

Генов, которые участвуют в метаболизме костной ткани, на сегодня идентифицировано более 150, и каждый в свою очередь состоит из нескольких тысяч нуклеотидов. Замена одного из нуклеотидов в цепочке ДНК может привести к структурным изменениям белка. Одни гены оказывают более выраженное влияние на предрасположенность к остеопорозу, эффект других слабее. Важна не только структура ДНК, но и различные эпигенетические процессы, когда молекулы ДНК модифицируются без изменения нуклеотидной последовательности и это способствует изменению активности генов.

 

Для выявления всех неблагоприятных маркеров остеопороза необходим анализ огромного объема информации, полученного в результате секвенирования, и его интерпретация. Для этого генетикам необходима помощь специалистов по биоинформатике. Вторым этапом исследования должна быть разработка программы раннего выявления предрасположенности к остеопорозу и его профилактики, которую генетики разрабатывают совместно с врачами Минского городского центра профилактики остеопороза и болезней костно-мышечной системы под руководством доктора мед. наук,  профессора Эммы Руденко. Взяв у ребенка образец ДНК и определив генетические маркеры заболевания, можно подготовить индивидуальные рекомендации, позволяющие снизить или полностью исключить риск развития заболевания. У одних пациентов механизм патологии связан с генами, кодирующими аминокислотную последовательность фермента лактазы, у других — с генами, определяющими эффективность метаболизма витамина D, у третьих — с генами коллагена 1-го типа, формирующего органический матрикс костной ткани, у четвертых — с генами рецептора эстрогена. Массовое генетическое тестирование с обязательной денситометрией для оценки уровня минеральной плотности костной ткани и своевременные терапевтические мероприятиями позволят создать эффективную программу профилактики остеопороза.

 

 

Генетические исследования позволяют определить индивидуальные особенности организма пациента и назначить наиболее эффективное лечение. На это направлено совместное исследование с литовскими коллегами. Некоторые препараты, зарегистрированные в Беларуси недавно, в Литве применяются какое-то время, и уже есть нужное количество пациентов, чтобы выявить индивидуальные маркеры устойчивости или чувствительности к этим медикаментам. Реализация проекта позволит впервые внедрить принципиально новый подход к назначению антирезорбентов для лечения остеопороза с учетом индивидуальных особенностей пациентов, что поможет существенно повысить качество лечения, снизить вероятность возникновения побочных эффектов, повысить качество жизни.

 

— После успешной реализации проекта «Геном человека» в 2003 году подобные исследования ведутся во многих странах, — замечает Павел Морозик. — В США, государствах ЕС, Китае, Южной Корее работа идет на больших популяциях, и получены интересные результаты. Но частота распространения генетических маркеров остеопороза у каждого этноса своя, и маркеры предрасположенности, выявленные в одной популяции, могут оказаться совершенно неинформативными для другой. А потому имеет смысл проводить исследования в белорусской популяции. В прошлом году мы впервые провели анализ ассоциации генетических маркеров с десятилетним риском костных переломов, оцененных по методике FRAX, и показали, что если эти подходы совместить, то оценивать риск костных переломов при остеопорозе можно более эффективно. ДНК-тестирование позволит клиницистам подобрать наиболее эффективный и безопасный препарат, разработать индивидуальный план лечения для пациента на основании его генетического профиля. 

 

 

«Предрасположенность к остеопорозу определяется не единственным вариантом гена, а генными сетями, но многие зарубежные ученые оценивают вклад в риск заболевания отдельных генов, а затем суммируют их эффекты. Такой подход является не совсем верным, ведь не учитывается взаимодействие между генами, и при одновременном наличии определенных вариантов эффект одного гена может быть компенсирован другим. Мы оцениваем вклад в риск развития заболевания комбинации нескольких вариантов взаимодействующих генов и в результате комплексного анализа взвешиваем риски для носителя конкретной комбинации благоприятных или неблагоприятных маркеров. Для гарантированной достоверности необходимо проанализировать как можно большее количество генов. Поэтому в рамках программы «ДНК-идентификация» мы разрабатываем новые методики и планируем проводить комплексный  анализ более 50 генов.»