Kuhu liiguvad personaalmeditsiin ja geenitehnoloogia?

Möödunud kümne aasta geenitehnoloogia arengus oli oluline märksõna sekveneerimine ehk DNA nukleotiidse järjestuse määramine. Uued tehnoloogiad olid küll kiiremad ja odavamad, kuid siiski veel mitmete piirangutega, näiteks üheks neist suur on proovide hulk, et tagada soodsam hind.

Mitmed olulised teadusprogrammid (Geisinger Health Systems, Intermountain Healthcare, Genomics England jt) alustasid sekveneerimisega, et parandada harvikhaiguste ja vähi ravi. Seejuures oli veel paljuski teadmata, mida mingid geenivariandid tähendavad või milline mõju neil koos teiste faktoritega haiguste tekkele on. Samal ajal pakkusid teadlased sekveneerimise alternatiivina välja polügeensete riskiskooride (PRS) idee. PRS on skoor, mis on kõikide riskialleelide kaalutud summa.

Geenitehnoloogia teiseks oluliseks arengusuunaks oli genoomi muutmine. Kümnendi algul oli kaks meetodit, mis võimaldasid lõigata DNA-ahelat: tsinksõrme nukleaas ehk ZFN ja transkriptsiooni aktivaatori sarnane efektor-nukleaas ehk TALEN. Mõlemad meetodid olid küll täpsed, ent ajakulukad ja kallid. 2012. aastal arendasid teadlased välja kiire ning soodsa CRISPR-tehnoloogia. Üsna pea ilmnes, et see meetod töötab kõikides rakkudes, ka inimese omades, ning võimaldab vigaseid geene mitte ainult välja lülitada, vaid ka ravida.

Kuhu edasi?

Tehnoloogilistest avastustest sillutavad teed uude kümnendisse rakuteraapia ja seda võimaldav CRISPR-tehnoloogia, mida võib pidada möödunud kümnendi suuremaks läbimurdeks. Tutvustame seda artikli ülevaates „Bakteri immuunsüsteem aitab tulevikus muuta geene ja seeläbi ravida haigusi“.  Justkui molekulaarsete kääridena võimaldab CRISPR-tehnoloogia teha katkeid DNA-ahelas soovitud kohas.

Raku DNA muutmise tehnoloogiast tõuke saanud CAR-i (chimeric antigen receptor) meetodist, mis võimaldab ravida patsienti tema enda T-rakkude abil, räägib uudiskirja teine artikli ülevaade „Immuunteraapia aitab pikendada ägeda lümfoblastleukeemiaga laste ja noorte haigusvaba elulemust. CAR-i meetodi alusel loodud uutele ravimitele Kymriah (Novartis, äge lümfoblastleukeemia) ja Yescarta (Gilead Sciences, mitte-Hodgkini lümfoom) andis USA toidu- ja ravimiamet müügiloa 2017. aastal.

Ootused personaalmeditsiinile

Koos teadmiste kasvuga on muutunud ka arusaam personaalmeditsiini võimalustest ja eesmärkidest. Kui dekaadi alguses oli personaalmeditsiini eesmärk määrata geeniandmetel põhinev õige ravim, siis hiljem laiendati seda harvikhaiguste, vähi ning komplekshaiguste varajasele avastamisele, ennetusele ja ravile. Nüüd lisame sellele teadmisele muud inimese käitumise, keskkonna- ja terviseandmed, mida tänapäeva infotehnoloogia võimaldab isikutasandil kokku tuua ja terviklikult analüüsida.

Tulevik näeb uute tehnoloogiate ja meetodite laiemat kasutamist – ajastu, mil personaalmeditsiin koos oma kõigi võimalustega on meie igapäevaelu. Igal juhul saab meditsiin aastal 2030 olema midagi erinevat sellest, millisena me teame seda praegu.

Mida järgmine kümnend personaalmeditsiinis võiks kaasa tuua?

Agne Velthut-Meikas: järgmine kümnend kahtlemata kiirendab personaalmeditsiini arenguid

Eelmisel kümnendil tehti mitmeid läbimurdelisi avastusi näiteks DNA modifitseerimise lihtsustamiseks või ühe raku oomika valdkondades, mis aitavad kaasa nukleiinhappe järjestuste tuvastamisele imeväikestest algkogustest. Mõlemad läbimurded mõjutavad ka reproduktiivmeditsiini edasist arengut: paraneb võimekus tuvastada loote geneetilisi haigusi ema vereproovi kaudu või mitteinvasiivse embrüodiagnostika abil. Viimases otsitakse võimalusi jätta embrüo kahjustamata ja leida kromosomaalseid kõrvalekaldeid tuvastavaid markereid hoopis kasvulahusest, kus embrüo enne emakasse siirdamist viibib.

Embrüodiagnostika ja DNA muundamise kontekstis ei tohiks aga unustada eetilisi probleeme, sest need tehnoloogiad ei saa kindlasti kättesaadavaks kõikidele patsientidele, kes neid vajaksid. Samuti on juba mitmeid näiteid inimembrüote geneetilise materjali muutmise väärkasutamisest.

Teine sekveneerimistehnoloogiate abil hoogustuv valdkond on kindlasti inimese personaalse mikrobioomi uuringud, kus erinevaid bakterikooslusi seostatakse üha enamate terviseprobleemide tekkimisega.

Margus Viigimaa: Kardiovaskulaarne personaalmeditsiin järgmisel kümnel aastal

Polügeense riskiskoori (PRS) arvestamine südame-veresoonkonnahaiguste riski määramisel ja ka raviotsuste tegemisel muutub rutiinseks praktikaks. PRSi peamine eelis on, et see ennustab riski oluliselt varem kui traditsioonilised riskitegurid. Eestis praegu tehtav personaalmeditsiini kliiniline uuring südame-veresoonkonnahaiguste täppisennetuse kohta on üks uuringutest, mis rajab teed tulevikku. Oleme juhuslikustanud 500 keskealist suure PRSiga inimest sekkumisrühma ja sama palju kontrollrühma. Selle uuringuga oleme maailma meditsiini eesliinil. Uuringu tulemused saavad valmis selle aasta aprillis.

Täiustunud tervise infosüsteem ja patsiendiportaal hakkavad mängima võtmerolli südamehaiguste ennetamises ja ravis. Oluliselt täiustatakse juba praegu toimivat perearsti otsusetoe süsteemi, mis võimaldab südamehaiguste personaalset preventsiooni, diagnoosimist ja ravi parimal tasemel.

Personaalmeditsiin hakkab järjest rohkem arvestama genoomika, epigenoomika, proteoomika, metaboloomika ja mikrobioomika andmeid ning selle alusel paraneb preventsiooni- ja raviotsuste kvaliteet. See on eriti oluline polüfarmaatsia tingimustes, mil me kasutame rasketel südamehaigetel kümmekond ja vahel isegi rohkem ravimit. Personaalmeditsiin võimaldab meil optimeerida konkreetse patsiendi ravi ja kokkuvõttes muuta see veelgi tõhusamaks.

---

Kasutatud allikad:

Li Y, Song YH, Liu B, Yu XY. The potential application and challenge of powerful CRISPR/Cas9 system in cardiovascular research. Int J Cardiol. 2017 Jan 15;227:191-193.

Min YL, Li H, Rodriguez-Caycedo C, Mireault AA, Huang J, Shelton JM, McAnally JR, Amoasii L, Mammen PPA, Bassel-Duby R, Olson EN. CRISPR-Cas9 corrects Duchenne muscular dystrophy exon 44 deletion mutations in mice and human cells. Sci Adv. 2019 Mar 6;5(3):eaav4324.

Golkar, Z. CRISPR: a journey of gene-editing based medicine. Genes Genom 42, 1369–1380 (2020).

Begum R. A decade of Genome Medicine: toward precision medicine. Genome Med. 2019 Feb 28;11(1):13.

Chavez JC, Bachmeier C, Kharfan-Dabaja MA. CAR T-cell therapy for B-cell lymphomas: clinical trial results of available products. Ther Adv Hematol. 2019 Apr 15;10:2040620719841581.