Er is een enorme interesse om te leren wat onze genen ons over onszelf kunnen vertellen. Zou u niet willen weten of u een onregelmatig gen ("genvariant") heeft dat een hoog cholesterolgehalte veroorzaakt of uw bloedstolsel gemakkelijker maakt voordat het met een standaardtest kan worden opgespoord? Zou het niet helpen om te weten of u op jonge leeftijd risico loopt op een toekomstige hartaanval, zodat u de behandeling kunt starten om dit te voorkomen?
Er is veel opwinding over de belofte van genomische sequencing en hoe deze kan worden gebruikt om effectievere behandelingen te creëren voor een individu in essentie, om zorg te personaliseren. Kankerdokters beginnen nu al genetische informatie van iemands tumoren te gebruiken om te kiezen wat volgens hen de meest effectieve medicijnen zijn. Maar gepersonaliseerde geneeskunde staat nog in de kinderschoenen en wordt nog niet veel gebruikt in de cardiologie. Waarom? Want hoe meer we leren, hoe meer vragen we hebben.
Leren wat genen moeten zeggen
Ons DNA is ongelooflijk complex. Ieder van ons heeft drie miljoen basenparen genen. Om te weten welke genparen abnormaal zijn, moesten we eerst leren hoe normale genen eruit zien. Gelukkig konden toegewijde genetici het DNA in kaart brengen met behulp van krachtige computers. Geavanceerde machines kunnen deze complexe codes zeer snel lezen - en het proces dat 13 jaar in beslag nam, kan nu binnen een dag of zo worden voltooid.
Vervolgens gingen deze wetenschappers op zoek naar onregelmatige genen die verschenen bij mensen met bepaalde ziekten, zodat ze een verband konden leggen tussen de mutatie en de aandoening. Dit is als het vinden van typefouten in de pagina's van een boek - iedereen heeft verschillende typfouten in zijn DNA.
Maar we hebben geleerd dat de verbinding niet altijd eenvoudig is.
We vonden bijvoorbeeld verschillende genvarianten die leiden tot hypertrofische cardiomyopathie , een ziekte die ervoor zorgt dat de hartspier dikker wordt, vergroot en uiteindelijk faalt. We weten al lang dat niet iedereen die deze genvariant bij zich draagt, de ziekte ontwikkelt. Dit geldt ook voor andere genvarianten.
Bovendien ontdekten wetenschappers onlangs dat een genvariant in hypertrofische cardiomyopathie sommige rassen kan beïnvloeden, maar niet anderen. Kaukasisch mensen met een genvariant kunnen bijvoorbeeld een ziekte ontwikkelen, terwijl zwarte mensen met dezelfde genvariant dit misschien niet hebben. We weten niet precies waarom. Dus de aanwezigheid van een genvariant bij sommige mensen kan een andere implicatie hebben voor anderen, wat betekent dat andere factoren een rol kunnen spelen.
Bovendien zijn er veel ziekten die een genetische oorzaak lijken te hebben, omdat ze in families voorkomen, maar we hebben de genvarianten die ze veroorzaken niet kunnen identificeren. Het is waarschijnlijk dat er meerdere genvarianten bij betrokken zijn.
Vooruitgang boeken
Vanuit het oogpunt van het hart hebben we het meeste geleerd van zeldzame mutaties. Deze ontdekkingen hebben geleid tot een beter begrip van hoe de natuur deze problemen kan corrigeren. Er is veel hoop dat we dit inzicht kunnen gebruiken om nieuwe medicijnen te ontwikkelen om deze ziekten te behandelen.
Een genvariant werd bijvoorbeeld tien jaar geleden geïdentificeerd als geassocieerd met het onvermogen van de lever om cholesterol uit de bloedstroom te verwijderen. Mensen met deze mutatie hebben een zeer hoog cholesterolgehalte in het bloed. Deze ontdekking werd gebruikt om een nieuwe klasse cholesterol-medicatie te maken, PCSK9-remmers genaamd, die patiënten met de mutatie helpen om cholesterol te metaboliseren.
Het medicijn stopt een eiwit genaamd PCSK9 dat interfereert met het normale cholesterol klaringsmechanisme in de lever. Het duurde minder dan een decennium vanaf de ontdekking van de PCSK9-route tot de productie van een medicijn dat bij patiënten kon worden gebruikt.
Dit zou niet mogelijk zijn geweest zonder kennis van de genetische code.
Genetische studies brengen ons dichter bij het vinden van een behandeling voor hypertrofische cardiomyopathie. Een innovatieve behandeling met behulp van kleine moleculen om te richten waar de genvariant zich bevindt, is ontwikkeld. Wanneer katten die vatbaar zijn voor deze ziekte deze agent krijgen, neemt de kans toe dat ze een vergroot hart ontwikkelen.
De volgende stap is het testen van de formule op mensen die een risico lopen op de ziekte. Als de behandeling effectief is, zal het een doorbraak zijn in het voorkomen van hypertrofische cardiomyopathie. Er is momenteel geen behandeling beschikbaar voor diegenen die een hogere kans hebben om deze ziekte te ontwikkelen omdat ze de genvariant dragen. Dergelijke ontwikkelingen zijn erg opwindend omdat ze onze benadering van patiëntenzorg veranderen van reactief naar proactief.
Wat we niet weten
Naarmate we de relatie tussen genmutaties en ziektes beter leren begrijpen, ontstaat er een derde factor om zaken te compliceren: hoe onze genen reageren op de omgeving en ons dagelijks leven. Het verzamelen van deze kennis zal een systematische benadering van klinische studies en vele decennia inhouden om tot antwoorden te komen.
Uiteindelijk hopen we echter dat ze ons enkele basisvragen zullen helpen begrijpen, zoals waarom sommige mensen die ofwel roken, vervuilde lucht inademen of een slecht eetpatroon gebruiken, hartaandoeningen ontwikkelen terwijl anderen dat niet doen. Het goede nieuws is dat recente onderzoeken ook suggereren dat gezonde gewoonten, zoals regelmatig sporten en het eten van een gezond dieet, de risico's van het ontwikkelen van cardiovasculaire aandoeningen die worden 'overgeërfd' door genvarianten kan overwinnen.
De lege plekken invullen
Er zijn veel ontbrekende stukjes van de DNA-puzzel. Gelukkig zijn er verschillende enorme inspanningen gaande om genomische gegevens te verzamelen en te analyseren. Het uiteindelijke doel is om artsen de kennis te geven die ze nodig hebben om patiënten te behandelen die zich met een bepaalde ziekte presenteren.
Eén inspanning wordt het Precision Medicine Initiative of "All of Us" genoemd. Het is een uniek project gericht op het identificeren van individuele verschillen in genen, omgeving en levensstijl. Het project zal een miljoen of meer nationale deelnemers inschrijven die ermee instemmen biologische monsters, genetische gegevens en voedings- en leefstijlinformatie met onderzoekers te delen via hun elektronische medische dossiers. Gehoopt wordt dat de informatie die via dit programma wordt verzameld, zal resulteren in preciezere behandelingen voor veel ziekten.
Goedkoper testen
De kosten van DNA-sequencing zijn gedaald van duizenden dollars naar honderden dollars en blijven dalen. Omdat de lagere prijzen het testen van DNA voor de gemiddelde persoon toegankelijk maken, zullen we waarschijnlijk meer directe-naar-consumentenmarketing zien waarmee gezinnen bepaalde genetische ziekterisico's kunnen identificeren, vergelijkbaar met hoe je DNA-testen al kunt gebruiken om je afkomst te ontdekken. We leren nog steeds de implicaties van hoe het verkrijgen van informatie over ziekterisico de gezondheid en het welzijn van mensen kan beïnvloeden.
In de medische wereld proberen we te achterhalen hoe we DNA-testen kunnen gebruiken om informatie te verkrijgen die we via andere soorten testen niet kunnen krijgen. Zodra we de informatie hebben verkregen, moeten we weten wat we ermee moeten doen. Een goed voorbeeld is familiale hypercholesterolemie . DNA-testen hebben aangetoond dat drie procent van de mensen een verhoogd risico heeft op deze aandoening die gevaarlijk hoge cholesterolwaarden in het bloed veroorzaakt. Zo:
- Moet iedereen worden getest om deze drie procent te vinden?
- Is dit beter dan het gebruik van een standaard bloedcholesteroltest en het nemen van een zorgvuldige familiegeschiedenis?
- Wat als een DNA-test ontdekt dat je een vijf procent hoger risico hebt op een andere vorm van hartziekte?
- Is dit verhoogde risico hoog genoeg dat u moet worden behandeld?
Vragen als deze moeten worden beantwoord voordat we DNA-testen kunnen gebruiken om onze behandelaanpak te rechtvaardigen.
Vooruit gaan
We zijn net begonnen aan het oppervlak, maar we verwachten dat de genetica uiteindelijk zal veranderen hoe cardiologen patiënten en hun families evalueren met bepaalde vormen van hartziekten, zoals hartfalen. Eén op de vijf volwassenen ontwikkelt hartfalen. En de ziekte treft de kinderen van één op de vier patiënten met hartfalen. We willen deze mensen graag identificeren voordat ze hartfalen krijgen.
Gelukkig stellen veel opwindende nieuwe ontwikkelingen in kennis en technologie ons in staat om deze enorm gecompliceerde puzzel aan te pakken. Het identificeren van het potentieel van het testen van genen is een hele klus, maar een spannende taak. Iedereen kijkt uit naar vooruitgang.
Dr. Tang is een cardioloog aan het Heart and Vascular Institute van Cleveland Clinic, het nummer 1 cardiologie- en hartchirurgieprogramma van de natie, gerangschikt naar US News & World Report. Hij is ook directeur van het Center for Clinical Genomics.
> Bronnen:
> Abul-Husn, Noura S. et al. Genetische identificatie van familiale hypercholesterolemie in een enkel Amerikaans gezondheidszorgsysteem. Wetenschap . 2016; 354 (6319): 7000.
> Manrai AK, Funke BH, Rehm HL, et al. Genetisch verkeerde diagnoses en het potentieel voor gezondheidsverschillen. New England Journal of Medicine . 2016; 375 (7): 655-665.
> Stern JA, Markova S, Ueda Y, et al. Een kleine molecule-remmer van Sarcomere-contractiliteit verlicht acuut de obstructie van het linker ventrikeluitstroomkanaal in feliene hypertrofische cardiomyopathie. PLOS ONE . 2016; 11 (12): e0168407.