Drumul de la descifrarea structurii genomului uman până la îmbunătăţirea profundă a practicii medicale „la patul bolnavului“ trece prin diferite etape: înţelegerea biologiei genomului, a patologiei bolilor şi progresul ştiinţei medicale. Acest traseu, cu implicaţiile sale, este descris de dl prof. dr. Mircea Covic, în cadrul rubricii Medicina genomică. "> Traseul medicinii genomice de la cercetare la patul bolnavului - Viața Medicală
Newsflash
Ars Medici

Traseul medicinii genomice de la cercetare la patul bolnavului

de Prof. dr. Mircea COVIC - mar. 15 2012
Traseul medicinii genomice de la cercetare la patul bolnavului

Drumul de la descifrarea structurii genomului uman până la îmbunătăţirea profundă a practicii medicale „la patul bolnavului“ trece prin diferite etape: înţelegerea biologiei genomului, a patologiei bolilor şi progresul ştiinţei medicale. Acest traseu, cu implicaţiile sale, este descris de dl prof. dr. Mircea Covic, în cadrul rubricii Medicina genomică.

   După finalizarea Proiectului Genomului Uman, genomica a devenit pilonul cercetării biomedicale iar medicina genomică – o soluţie potenţială pentru îmbunătăţirea sănătăţii umane. Primele aplicaţii ale noilor tehnologii genomice în studiul fiziologiei şi patologiei au generat un optimism justificat privind descifrarea biologiei umane, înţelegerea mecanismelor moleculare ale bolilor, optimizarea diagnosticului, prevenţiei şi tratamentului tuturor afecţiunilor umane. Dar modificările semnificative vin rareori repede; va fi nevoie de timp, de perfecţionarea tehnologiilor şi, mai ales, de un efort colectiv internaţional pentru a parcurge drumul de la descifrarea structurii genomului uman până la îmbunătăţirea profundă a practicii medicinii „la patul bolnavului“. Etapele intermediare ale traseului (v. figura) sunt: înţelegerea biologiei genomului, înţelegerea patogeniei bolilor şi progresul ştiinţei medicale (domeniu distinct de „practica medicală“, ce implică furnizarea de servicii medicale). Între aceste cinci domenii pot exista şi alte conexiuni indirecte; astfel, genomica poate oferi soluţii pentru îmbunătăţirea îngrijirii medicale fără o înţelegere aprofundată a patogeniei bolii (de exemplu, terapii oncologice pe baza profilurilor genomice ce identifică subtipuri tumorale), iar descoperirile medicale pot fi utile pentru înţelegerea bolii sau chiar a biologiei genomului.

   După elucidarea structurii genomului uman, etapa următoare o constituie înţelegerea biologiei/funcţiilor genomului. Într-o prezentare anterioară, dedicată genomicii funcţionale, subliniam complexitatea şi dificultatea abordării acestei probleme fundamentale, ce implică studiul funcţiilor genomului şi produselor sale (transcriptom, proteom). Bilanţul ultimilor zece ani evidenţiază realizări remarcabile în catalogarea atât a datelor (variantele structurale şi elementele funcţionale ale genomului, transcriptele ARN, proteinele şi alte molecule biologice), cât şi a tehnologiilor de cercetare (în special a metodelor de secvenţiere de generaţia a doua, care permit analiza rapidă a tumorilor sau microbiomului). Astfel, au fost descoperite gene specifice pentru circa 3.000 de boli monogenice (mendeliene), s-au descris peste 150 de mutaţii somatice „cheie“ în cancer iar prin studii de asociere la nivelul întregului genom (genome-wide association studies – GWAS) s-au identificat, după 2007, mai mult de 1.100 de loci genomici asociaţi cu peste 165 de caractere complexe, multifactoriale, majoritatea fiind boli comune. De asemenea, au fost identificate noi căi patogenice şi conexiuni genetice în diferite boli, precum şi rolul reglator important al genelor ARN, implicate în cancer şi alte boli. S-a născut lumea „-omică“, organizată ierarhic (genomică –> transcriptomică –> proteomică –> metabolomică –> fenomică), având un „profil individual“ şi formând reţele funcţionale şi reglatorii (interactomică), care produc fenotipurile normale şi patologice.

   În decada următoare se vor îmbogăţi cataloagele de date genomice existente (HapMap, 1.000 Genomuri, ENCODE – descrise în articolele anterioare), ce vor deveni mai detaliate şi complete, şi vor fi generate altele noi (epigenom); se vor perfecţiona metodele şi instrumentele de investigare, care vor deveni mai performante, mai precise şi mai ieftine. Prin aceste acţiuni va fi posibilă creşterea capacităţii de cercetare şi descifrare a funcţiilor complexe ale genomului uman.

   Numeroase cercetări efectuate în ultimii zece ani generează un optimism real privind posibilitatea genomicii de a accelera înţelegerea biologiei/patogeniei bolilor (descifrarea bazelor genetice şi negenetice ale patologiei umane), a treia etapă majoră a traseului medicinii genomice spre aplicaţii clinice concrete, la „patul bolnavului“. A devenit o certitudine că genomica va permite definirea componentelor genetice ale tuturor bolilor umane. Studiul genomului la milioane de pacienţi va face posibilă identificarea variantelor structurale, comune şi rare, care stau la baza întregului spectru de boli, de la afecţiunile monogenice (mendeliene) rare la bolile complexe, multifactoriale, frecvente. Genomica va permite înţelegerea rolului variaţiei genetice (din celulele germinale sau somatice); descifrarea căilor celulare şi a proceselor biologice prin care aceste variante produc boala este decisivă pentru îmbunătăţirea strategiilor de diagnostic şi terapie sau de prevenţie. Puterea abordărilor genomice în elucidarea patogeniei bolii este exemplificată, în caseta 1, de studiul bolii Crohn.

   O evaluare genomică amplă a tuturor cancerelor va evidenţia căile moleculare alterate în fiecare subtip de cancer şi va permite nu doar o nouă taxonomie moleculară, ci şi – mai ales – un diagnostic mai precis şi elaborarea unor strategii mai eficace de tratament.

   Studiul variantelor structurale ale ADN codant şi necodant ne va permite, de asemenea, înţelegerea mai precisă a riscului de boală şi a răspunsului diferit la tratament al fiecărui pacient. Aceasta va necesita însă elaborarea unor sisteme bioinformatice practice, care să permită compararea cu bazele de date şi interpretarea clinică a informaţiilor genomice ale pacientului, pentru utilizarea lor adecvată în luarea deciziilor medicale.

   Integrarea informaţiilor genomice cu datele privind mediul ambiental şi stilul de viaţă ne va ajuta să înţelegem în profunzime etiologia bolilor şi mai ales rolul factorilor declanşatori extrinseci. În acest context, studiul genomicii microbilor din organism („microbiomul“) sau a celor exogeni ne va permite să cunoaştem mai precis interacţiunile gazdă–microb şi să obţinem informaţii decisive pentru tratament sau prevenţie prin noi vaccinuri.

   Progresul ştiinţei medicale este etapa prealabilă şi necesară pentru implementarea genomicii în practica medicală. Deşi cunoştinţele actuale despre structura şi funcţia genomului uman au început deja să fie aplicate în clinică, îmbunătăţind unele standarde ale îngrijirii bolnavilor, în următorii ani sunt necesare numeroase alte studii şi cercetări care să dezvolte şi să demonstreze randamentul şi eficienţa mijloacelor diagnostice şi strategiilor terapeutice sau profilactice şi să valideze potenţialele beneficii ample ale medicinii genomice la „patul bolnavului“. Numai prin accelerarea progresului ştiinţei medicale în următoarele decade se va putea îmbunătăţi radical furnizarea de servicii medicale, spre beneficiul tuturor pacienţilor.

   Identificarea mutaţiilor genice responsabile de dezvoltarea celor mai multe boli monogenice ereditare şi folosirea tehnologiilor genomice vor permite un diagnostic mai precis şi mai rapid (caseta 2) şi, în unele cazuri, vor duce la descoperirea unor tratamente patogenice eficace (de exemplu, inhibitori ai factorului transformant beta – TGF-b – în sindromul Marfan). Folosirea amplă a cariotipului molecular va evidenţia dezechilibre cromozomiale subtile în multe cazuri de anomalii congenitale multiple şi/sau retard mental idiopatic. În bolile comune ale adultului, diagnosticul genomic, combinat cu evaluarea transcriptomului şi a proteomului, va permite delimitarea unor grupe de pacienţi cu aceeaşi afecţiune de bază (de exemplu, boală coronariană, diabet zaharat de tip 2, cancere etc.) dar cu un profil molecular („semnătură genomică“) distinct, care vor beneficia de terapii diferenţiate.

   Progresele cele mai importante se vor înregistra în tratamentul bolilor; îmbunătăţirea terapiei se va obţine pe mai multe căi.

   • Identificarea „ţintelor“ moleculare (secvenţe de ADN, transcripte ARN, proteine receptor sau implicate în diverse căi de semnalizare etc.) şi proiectarea de noi medicamente (molecule mici, oligonucleotide antisens, anticorpi şi aptameri, ARN interferent etc.) care să „atace“ aceste ţinte.

   • „Stratificarea“ trialurilor clinice pe baza structurii genomice a pacienţilor, mai ales în boli cardiovasculare sau cancere (de exemplu, herceptin în cancerul de sân sau gefitinib în cancerul pulmonar).

   • Creşterea eficienţei terapeutice şi reducerea reacţiilor adverse prin prescrierea medicaţiei ghidată de genotip (de exemplu, tamoxifen, clopidogrel, antiretrovirale, warfarină etc.); medicaţia „personalizată“ (farmacogenomica) – definită prin sintagma „medicamentul potrivit (cel mai eficace) pentru pacientul potrivit, la momentul optim şi în doza adecvată“ – va intra în rutina practicii medicale.

   • Dezvoltarea unor noi soluţii terapeutice bazate pe genetică (de exemplu, reprogramarea cu factori de transcripţie a celulelor diferenţiate în celule stem pluripotente induse sau în alte celule diferenţiate va dezvolta „medicina regenerativă“).

   • Abordări terapeutice non-medicamentoase – prin dietă, modificarea expunerii la mediu, schimbarea stilului de viaţă – în funcţie de structura genomică a bolnavului.

   Obiectivul final al medicinii genomice este, evident, îmbunătăţirea practicii medicinii şi creşterea eficienţei asistenţei medicale. Aşa cum am subliniat, medicina genomică are deja un număr de aplicaţii clinice concrete, dar vor trece mai mulţi ani (v. figura) până ce se va produce o schimbare profundă a practicii medicale, spre beneficiul tuturor pacienţilor. „Perfuzia“ genomicii în toate specialităţile medicale va permite progrese remarcabile, mult mai ample decât ne putem imagina astăzi; cert este doar faptul că medicina genomică va fi viitorul medicinii clinice, iar acest lucru nu ar trebui ignorat.    Folosirea de rutină a informaţiilor genomice (sau -omice“, în general) în prevenţia, diagnosticul şi tratamentul bolilor va depinde de trei factori decisivi: (1) evaluarea şi validarea beneficiilor potenţiale, pentru „adopţia“ medicinii genomice de către medici şi de către serviciile de rambursare; (2) modul în care furnizorii de servicii medicale, pacienţii şi publicul vor asimila şi utiliza aceste informaţii; va fi necesară dobândirea de cunoştinţe, aptitudini şi atitudini în medicină genomică, atât prin adaptarea corespunzătoare a curriculei de învăţământ medical universitar şi postuniversitar, cât şi prin programe educaţionale pentru medicii specialişti şi public; (3) creşterea accesului la medicina genomică, prin dezvoltarea infrastructurilor de diagnostic genomic, bioinformatică şi telemedicină. Poate cel mai important lucru este schimbarea concepţiei şi atitudinii medicilor. Incertitudinea actuală despre utilitatea clinică a tehnologiilor genomice a fost sintetizată astfel: „Proiectul Genomul Uman este interesant şi ştiu că va modifica profund asistenţa medicală în viitor. Dar până ce nu va schimba imediat şi în mod concret practica mea medicală, eu nu am timp să mă ocup de medicină genomică. Ce poate face medicina genomică pentru mine acum şi cum va îmbunătăţi ea mâine îngrijirea pacienţilor mei?“ (după Suther S, Goodson P. Barriers to the provision of genetic services by primary care physicians: a systematic review of the literature. Genet Med. 2003 Mar-Apr;5:70-6). „Bariera“ incertitudinii şi scepticismul acestei percepţii greşite despre medicina genomică pot fi depăşite doar de convingerea responsabilităţii faţă de îngrijirea cât mai bună a pacienţilor (evitând ceea ce poate însemna malpraxis) şi, în acest context, de necesitatea reală a educaţiei medicale continue, singura soluţie pentru a depăşi „rugina“ rutinei şi pentru a dori să fii tot timpul „cât mai bun“.

Abonează-te la Viața Medicală!

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!

  • Tipărit + digital – 249 de lei
  • Digital – 169 lei

Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:

  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC

Află mai multe informații despre oferta de abonare.

Cookie-urile ne ajută să vă îmbunătățim experiența pe site-ul nostru. Prin continuarea navigării pe site-ul www.viata-medicala.ro, veți accepta implicit folosirea de cookie-uri pe parcursul vizitei dumneavoastră.

Da, sunt de acord Aflați mai multe