Co je farmakogenetika?

Prostředí, strava a celkový zdravotní stav člověka mohou ovlivnit to, jak reaguje na léky. Ale dalším klíčovým faktorem jsou geny. Studie toho, jak lidé různě reagují na léky kvůli jejich genetické dědičnosti, se nazývá farmakogenetika. Termín byl poskládán společně ze slov farmakologie (studie o tom, jak drogy pracují v těle) a genetiky (studie o tom, jak se dědí vlastnosti).

Konečným cílem farmakogenetiky je pochopit, jak něčí genetické složení určuje, jak dobře lék působí v jeho těle, a jaké vedlejší účinky se pravděpodobně vyskytnou. V budoucnu budou pokroky získané z farmakogenetického výzkumu poskytovat informace, které lékařům pomohou při získávání dostatečného množství správného léku k člověku - praxi „personalizované medicíny“.

Výzkum farmakogenetiky: Cesta k personalizované medicíně
Předtím, než doktoři mohou začít vydávat léky takovým personalizovaným způsobem, musí se udělat hodně práce. Klíčovým úkolem pro výzkumníky farmakogenetiky je určit všechny proteiny, s nimiž se léky setkávají v těle, a určit, jak se tyto proteiny liší od člověka k člověku. V průběhu toho musí vědci pečlivě prozkoumat geny, které tyto proteiny kódují, aby identifikovaly základ pro rozdíly v proteinech. Vědci musí také určit, které geny přispívají k onemocněním, jako je rakovina, srdeční choroby nebo astma. Identifikace takových genů poskytne vědcům arzenál dobrých cílů pro budoucí léky.

Studium genů
Někteří vědci v oblasti farmakogenetiky studují mnoho různých genů, aniž by měli představu o jejich úloze v odpovědi na léčivo. V tomto scénáři vědci jednoduše hledají stále tak malé genetické rozdíly. Drtivá většina (99, 9%) veškeré lidské DNA je totožná od člověka k člověku. Jedinečná je jedna desetina procenta. Přesto jsou tyto malé rozdíly v DNA hlavním určujícím faktorem toho, kdo jsme - proč můžeme vypadat a jednat tak odlišně, jak naše tělo metabolizuje léky a nemoci, na které jsme náchylní. Jeden typ mírného genetického rozdílu mezi lidmi se nazývá jeden nukleotidový polymorfismus neboli SNP. Z důvodů, které vědci plně nerozumí, určité geny obsahují mnohem přirozenější variantu - a tedy mnohem více SNP - než jiné.

Proč tě to zajímá? Je možné, že určité SNP jsou podpisem „citlivosti“ na určitý lék nebo dokonce předzvěstí nemoci. Například jeden konkrétní protein v těle - enzym, který žvýká tuky v potravě - byl spojen s onemocněním srdce. Gen, který kóduje tento konkrétní protein, je také nabitý SNP. Vědci si nemohou být jisti, že některý nebo všechny SNP v tomto genu nebo jakákoli jiná signalizují náchylnost k chorobám. Pečlivě prováděný výzkum je jediným dobrým způsobem, jak tyto podezřelé odkazy vytvořit nebo přerušit.

Studium buněk
Dalším způsobem, jak mohou vědci klást otázky o farmakogenetice a odpovídat na ně, je použití zvířecích a buněčných modelů. Geneticky upravené myši nebo buňky pěstované v Petriho miskách jsou populárními nástroji pro vědce. V tomto typu přístupu vědci zavádějí ekvivalent pravopisných změn do DNA genů, které chtějí studovat, a pak začlení upravené geny do experimentálních buněk nebo zvířat. Tito vědci pak hledají, co se v důsledku toho projevilo ve fyziologii myší nebo v růstových charakteristikách buněčných kultur, pokud vůbec nějaké. Takové přístupy často vedou k identifikaci cílů léčivých přípravků u lidí.

Studium lidí
A konečně, výzkumníci v oblasti farmakogenetiky mohou hledat cíle pro léčiva studováním genů skupiny lidí - rodiny, skupiny pacientů nebo nesouvisejících jedinců - kteří reagují na léčivo neobvyklým nebo výrazným způsobem. Těla těchto lidí možná ve srovnání s ostatními rozkládají lék velmi rychle nebo velmi pomalu. Potuchy, proč tito lidé reagují na léky zvláštním způsobem, by mohli být odhaleni hledáním variací v DNA každého člena této skupiny. Nakonec je možné, že tito jedinci mají specifickou formu proteinu zapojeného nějakým způsobem do „nakládání“ s drogami.

Jasným příkladem toho je reakce pacientů s rakovinou na konkrétní lék proti leukémii. Někteří z těchto pacientů, z nichž mnozí jsou malé děti, se tento lék velmi rychle rozpadají nebo „metabolizují“, a proto vyžadují zastavení růstu jejich rakoviny dalším lékem. Jiní metabolizují léčivo velmi pomalu - těmto pacientům by mělo být předepsáno mnohem méně léků, protože léky proti leukémii mohou mít nebezpečné vedlejší účinky a mohou je dokonce zabít. Farmakogenetický výzkum ukázal, že jednoduchý krevní test provedený u těchto pacientů v předstihu - ve kterém laboratoř dokáže „přečíst“ sekvenci konkrétního defektního genu zapojeného do metabolismu léčiv - může přesně předpovědět, kolik léku by měli dostávat.

Úloha NIGMS při podpoře výzkumu farmakogenetiky
Národní ústav všeobecných lékařských věd (NIGMS) vede úsilí NIH k podpoře farmakogenetického výzkumu. Součástí tohoto úsilí je přidělování peněz na financování velkých skupin zaměřených na spolupráci, které budou provádět studie farmakogenetiky. NIGMS také podporuje vývoj veřejné databáze, která bude obsahovat základní farmakogenetické výsledky těchto výzkumných studií.

Hlavním účelem této veřejné farmakologické databáze je pomoci vědcům sladit genetické variace („genotypy“) s funkčními výstupy („fenotypy“), jako jsou léky, které fungují nebo nefungují pro určité lidi. Jako datová „knihovna“ druhů bude databáze velmi důležitým nástrojem pro budoucí výzkum a lékařské ošetření.

Národní institut obecných lékařských věd je jedním z národních ústavů zdraví na ministerstvu zdravotnictví a lidských služeb USA. Podporou základního biomedicínského výzkumu a výcviku na celostátní úrovni představuje NIGMS základ pro pokrok v diagnostice, léčbě a prevenci nemocí.