Dr. Borut Štrukelj: Kako izkoristiti svoj genetski potencial?

dr. Borut Štrukelj, predstojnik Katedre za farmacevtsko biologijo na Fakulteti za farmacijo v Ljubljan
dr. Borut Štrukelj, predstojnik Katedre za farmacevtsko biologijo na Fakulteti za farmacijo v Ljubljan (Foto: Diana Anđelić)

"Geni so naša dota – lahko jo izkoristimo sebi v prid ali pa po nemarnem zapravimo," poudarja dr. Borut Štrukelj, predstojnik Katedre za farmacevtsko biologijo na Fakulteti za farmacijo v Ljubljani. Obenem opozarja: "Kot pri vsakem novem tehnološkem odkritju moramo tudi na področju personalizirane genetike vedeti, kje je meja. In komu kaj povedati – marsikdo namreč noče vedeti, ali pri njem obstaja velika verjetnost, da bo zbolel, ali pa da, denimo, ne sme jesti preveč ogljikovih hidratov. Prav zato velja pravilo 'od primera do primera', zato govorimo o personalizaciji medicine, farmacije in prehranskih ved."

Za začetek: kaj vse je zapisano v genih? Koliko na naše življenje in zdravje vplivajo geni in koliko okolje?
Raziskovalci se strinjajo, da je vpliv genov na posameznikov razvoj in življenje približno 30-odstoten, pri ostalem pa gre za vpliv okolja. Če ima torej nekdo gensko zasnovo za dobrega atleta, to še ne pomeni, da bo v resnici uspešen športnik, če ne bo redno in vztrajno treniral! Tudi človek z genotipsko predispozicijo za gracilno postavo, ki se prehranjuje nezdravo in čezmerno, ne bo suhec, res pa je, da se bo težje zredil kot nekdo, ki ga uvrščamo v "varčni" genotip, torej tak, ki izkoristi vso kalorično vrednost hrane. Geni so naša "dota" – lahko jo izkoristimo sebi v prid ali pa po nemarnem zapravimo.

Raziskovanje genoma in razvoj genetike nasploh dosegata izjemne razsežnosti. Kako je vse to spremenilo pogled na medicino in farmacijo?
Leta 2003 so določili celotno nukleotidno zaporedje človeškega genoma. Na eni strani smo s tem dobili ogromno novih informacij, zlasti o genih za proteine, ki jih sploh še ne poznamo, pa tudi o možnostih zdravljenja genetskih bolezni, ki jih je kakih štiri tisoč. Na drugi strani smo bili kar malce razočarani nad končnim številom genov – pri človeku jih je kakih 29.000, le malo več kot pri črvu Chenorabditis elegans (20.000) in znatno manj kot pri koruzi! Tako smo ugotovili, da ni vse v genih, hkrati pa smo začeli spoznavati minimalne spremembe v genskem zaporedju, ki lahko vodijo do velikih sprememb. Raziskovalci so namreč ugotovili, da imata dva posameznika sicer lahko 99,9-odstotno enak genski zapis, razlikujeta pa se približno po milijonu posameznih nukleotidov – osnovnih gradnikov genoma. Ta milijon je zelo pomemben za hitrost in pestrost nastajanja beljakovin. Nekdo ima več določenih beljakovin kot drugi, zato bo drugače presnavljal hrano ali zdravila, tretji kake beljakovine sploh nima ali pa jo ima v manjšem oziroma večjem obsegu, kar lahko vpliva na njegovo fiziološko stanje … Zaradi razlik v genomu v medicini in farmaciji vstopamo v dobo osebne, personalizirane medicine, ki bo veliko bolj upoštevala posameznikove značilne lastnosti.

Smo torej pred vrati nove revolucije?
Tako je. Vstopili smo v obdobje druge generacije bioloških zdravil, razvijati smo začeli tudi genska zdravila, ki se od bioloških razlikujejo po tem, da v organizem vnašamo gene ali dele dednine, ki se po vgraditvi v celico ali celični genom aktivirajo in s tem nastanejo človeku identični proteini. Diabetiki denimo zdaj dobivajo rekombinantni inzulin, z genskimi zdravili pa bi dobili gen za inzulin, ki bi se v telesu spremenil v avtentični inzulin. Trenutno smo pri razvoju genskih zdravil usmerjeni predvsem na zdravljenje redkih genskih bolezni, pri katerih ima bolnik okvarjen gen – z genskim zdravilom ga bomo lahko popravili. Take bolezni so cistična fibroza, Fabrijeva bolezen, Gaucherjeva bolezen, Hungtingtonova bolezen …

Bo že kmalu mogoče zdraviti nekatere vrste raka, še preden se bodo pri bolniku pokazali klinični znaki bolezni? Bomo nekatere bolezni izkoreninili ali vsaj omejili?
Biološka zdravila so že zdaj sprožila pravo revolucijo, saj lahko pozdravimo oziroma omejimo napredovanje nekaterih oblik raka, dobro zdravimo anemijo, lajšamo težave pri sladkorni bolezni … Bistveno pa še pričakujemo. Trenutno veliko delajo na protirakavih cepivih, s katerimi bi s posebnimi postopki aktivacije "prisilili" imunske celice, da bi rakave celice prepoznale kot tujke, nato pa bi jih imunski sistem odstranil. Za zdaj je to še eksperimentalni pristop; do rutinskega zdravljenja bo verjetno minilo še nekaj let. Za nekatere vrste raka pa lahko z genetskimi testi že napovemo, ali se bo bolezen razvila ali ne. Tako že obstaja genetski test za mutacije na genu BRCA1 in BRCA2. Če z genetskimi testi dokažemo mutacijo na obeh genih, obstaja velika verjetnost, da bo prišlo do raka na dojki, zato se kar nekaj preiskovank odloči za preventivno obojestransko mastektomijo in hkratno nadomestno plastično kirurško vstavitev umetnih dojk. Takšno prakso poznajo v nekaterih zahodnoevropskih državah in tudi pri nas že lahko naštejemo nekaj primerov.

V farmaciji teorija "one fits all" ne vzdrži več. Odziv različnih posameznikov na enak odmerek iste učinkovine je lahko zelo različen. V kolikšni meri je to odvisno od genetskih dejavnikov?
Prav spremembe posameznih nukleotidov v genih za presnavljanje zdravil vodijo do različnih podskupin bolnikov, kar je velika novost na področju farmakogenomike. Doslej smo bolnike delili po spolu, telesni masi in starosti. Zdaj imamo na osnovi genskih razlik štiri podskupine bolnikov: taki, ki jim zdravilo koristi in ne čutijo neželenih učinkov; taki ki jim zdravilo koristi, vendar ob neželenih učinkih; taki, ki jim zdravilo ne koristi in nimajo težav z neželenimi učinki, ter taki, ki jim zdravilo ne koristi, čutijo pa neželene učinke. Jasno je, da zadnjima skupinama zdravila ne bomo predpisali. Tako bomo koristili bolniku, saj bo dobil zdravilo z drugačnim delovanjem, pa tudi zdravniški blagajni, ki trpi za kroničnim pomanjkanjem denarja.

Genetske analize vse bolj uporabljajo tudi prehranski strokovnjaki. Da je prehrana povezana z zdravjem, vemo že stoletja, bolezni, povezane s prehrano, so v razvitem svetu celo eden od glavnih vzrokov smrti. Jih lahko s prilagoditvijo prehrane svoji genski sliki preprečimo oziroma omejimo?
Nezdrava hrana je, poleg stresa in premalo gibanja, pomemben krivec za razvoj nekaterih sodobnih bolezni. Vsi trije razlogi so tako imenovani dejavniki okolja, ki so odgovorni za 70 odstotkov našega fiziološkega stanja. S prilagoditvijo in z ugotovitvijo genotipa lahko nutrigenomika precej prispeva k izboljšanju stanja, brez muke pa tudi tu ne gre. Če posameznik izloča v prebavila veliko glukozidaznih encimov, ki cepijo škrob v glukozo, bo imel več glukoze v krvi kot nekdo z manj tega encima. Od genov je torej v večini primerov odvisno, koliko katerega encima bo izraženega. Človek z visoko količino encima glukozidaze v črevesju hitreje in v večji meri iz škroba naredi glukozo. Toda – ali je to dobro ali slabo? V sodobnem svetu, v katerem je hrane, zlasti škrobnate, preveč, je to slabo, saj tak človek dobro izkoristi škrobnato hrano, absorbira več kalorij in poveča verjetnost razvoja sladkorne bolezni tipa II – sploh če je debel in se premalo giblje. V evolucijskem razvoju človeka pa je bilo to dobro, saj je bilo hrane premalo, zato so lažje preživeli ljudje z večjo količino glukozidaze v črevesju, saj so hrano bolje izkoristili. Tako se je v milijonih let izselekcioniral "varčni tip" človeka, ki mu škrob, če ga je preveč, škodi.

Bo tudi prehrana v prihodnosti personalizirana, bomo torej imeli prehrano po meri posameznikovih genetskih lastnosti?
Zagovarjam nutrigenomske teste pri ljudeh, ki bi jim to vedenje res izboljšalo življenje in zdravje. Veliko podrobnosti pa še ne poznamo. Oglejmo si primer podskupine, ki ima zaradi močneje izraženih genov za skupino lipaz v prebavilih več teh encimov: z vidika hujšanja, manjše absorpcije maščob in s tem holesterola bi jim po opravljenem nutrigenetskem testu svetovali, naj uživajo čim manj maščob. Toda ali je to dolgoročno, z vidika maščobotopnih vitaminov, lahko obenem slabo? Ta hip pravzaprav ne bi znali odgovoriti, kaj je dolgoročno bolje. Vsekakor pa je dobro poznati celoten nutrigenetski profil, saj tako v resnici lahko izberemo tip hrane po meri.

Kaj pa kozmetika? Poleg nutrigenetike se vse bolj razvija tudi dermagenetika, kozmetična industrija pa že napoveduje drugačne, bolj osebne pristope k negi kože.
Da, tudi na področju kakovosti kože obstaja posebna zvrst genetike – dermagenetika, pri kateri je mogoče z brisom kože ugotoviti tip kože. Toda kozmetika je tu drugotnega pomena. Pomembneje je ugotavljati zaščitenost kože, ali imamo genske posebnosti za razvoj luskavice, melanoma … Pri melanomu še nismo tako zanesljivi, testi so še v eksperimentalni fazi, drugače pa je pri luskavici, ki je gensko pogojena.

Kritiki opozarjajo na možnost zlorab: nekateri bodo genske analize izkoriščali za pospeševanje prodaje "personaliziranih" prehranskih dopolnil , dragih "osebnih" krem ...  Je to sploh možno preprečiti?
Vsaka nova tehnologija omogoči rabo in zlorabo. Pomislimo na jedrsko tehnologijo ali tehnologijo nastanka gensko modificiranih organizmov. Ali pa na Alfreda Nobela ki je iznašel dinamit, a se je prav zaradi potencialne zlorabe eksploziva odločil za podpiranje znanosti in rabe novih tehnologij, ne za njihove zlorabe. Strinjam se, da obstaja možnost zlorab in pretiranega trženja, predvsem v kozmetične namene, ki pa v veliki meri poteka že zdaj. Enako velja za prehranska dopolnila, v kolikor je namen nutrigenomike le povečanje prodaje kakega prehranskega dodatka. Če pa z nutrigenomično analizo ugotovimo vzrok čezmerne vzdraženosti črevesja, ki jo je v zadnjih nekaj letih ogromno, smo s tem naredili veliko. Kot pri vsakem novem tehnološkem odkritju moramo tudi na področju personalizirane genetike vedeti, kje je meja. In komu kaj povedati, kajti marsikdo noče vedeti, ali pri njem obstaja velika verjetnost, da bo zbolel, ali da ne sme jesti preveč ogljikovih hidratov! Prav zato velja pravilo "od primera do primera", zato govorimo o personalizaciji medicine, farmacije in prehranskih ved.

Genetske analize so v zadnjem času vse bolj priljubljene. Ponujajo jih različne medicinske ustanove, zasebni inštituti …, tudi cene so različne. Kako izbrati pravega ponudnika?
Vsekakor je treba natančno prebrati, kaj ponuja posamezna ustanova – in za kakšen denar. Več ko bo (kakovostnih) ponudnikov, nižja bo cena, seveda pa morata prevladovati kakovost in zanesljivost. To je približno tako kot z biokemičnimi laboratoriji: nekateri so pod okriljem klinik, nekateri v zasebni lasti, vsi pa morajo imeti certifikate in izkazovati primerno kakovost.

Kako potekajo analize? Kako zanesljive so?
Posamezniku odvzamemo mililiter krvi ali pa vzamemo bris ustne sluznice. Za popolno analizo zadostuje že nekaj celic. Analize so, kar zadeva gensko sliko, 99,9-odstotno zanesljive. Vendar pa to še zdaleč ne pomeni takšne stopnje zanesljivosti, da se bo iz genotipa (genska slika posameznika) zanesljivo razvil primeren fenotip (izražena lastnost posameznika). Ali povedano drugače: z 99,9-odstotno gotovostjo lahko trdimo, da je posameznik nagnjen k razvoju luskavice, vendar pa se razvije le pri 4 do 15 odstotkih posameznikov. Ali če za primer vzamemo nagnjenost k matematiki in fiziki: določimo gensko razmerje, ki nakazuje nadarjenost, toda če posameznik ne bo dejaven na naravoslovnem področju, se potencial ne bo razvil.

Kakšna je možnost zlorab podatkov? Kako je z varovanjem osebnih podatkov?
To je izredno pomembno vprašanje. Najpomembnejši del testa je zagotavljanje anonimnosti oziroma varovanje osebnih podatkov, ki so lahko dostopni le preiskovancu in njegovemu lečečemu zdravniku. Poglejmo primer: če se zavarovalnica dokoplje do genomskih podatkov posameznika, ki se želi življenjsko zavarovati za primer smrti zaradi raka na pljučih, ter ugotovi, da njegov genetski test kaže na večjo verjetnost nastanka raka pljuč, bo takega človeka verjetno zavarovala za višjo premijo. Tega ne smemo dovoliti. Podatki naj bi bili uporabljeni izključno za potrebe človekovega boljšega fiziološkega stanja, ne pa za pridobitev finančne koristi, četudi zgolj posredno!

Genetske raziskave bodo omogočile zgodnjo, visoko personalizirano preventivo. Bomo torej v prihodnosti bolj zdravi? Bomo živeli dlje?
Da, če bomo tudi sami delali na tem. Če ugotovim, da imam bolje razvito mišičje za tek kot za plavanje, bom najbrž začel teči. Od posameznika je odvisno, kako bo informacijo izkoristil sebi v prid. Kar zadeva dolžino življenja, imamo že zdaj neposredne dokaze o uspehu farmacije in medicine, saj živimo občutno dlje kot pred stotimi leti, čeprav je okolje znatno bolj umazano in hrana nezdrava. Z omejitvijo nalezljivih bolezni smo naredili ogromno, zdaj pa je naša naloga izboljšati stanje pri kroničnih boleznih. Problem trenutnega podaljšanja življenja je predvsem podaljševanje starosti. Ko bomo znali podaljšati mladost, bomo šele lahko govorili o kvaliteti, ki jo prinaša genetika. V te namene zelo intenzivno preučujemo gene, povezane s staranjem in z vitalnostjo. Nekaj presenetljivih znanstvenih dognanj je že znanih, toda do tablete za večno mladost bo minilo še veliko časa. Poleg tega je vprašanje, ali nam bo hkrati s telesno daljšo mladostjo uspelo enako dobro ohraniti um in kognitivne sposobnosti.

Genomika in genetika sta ne le izjemen znanstveni izziv, pač pa tudi posel prihodnosti, že zdaj se v njem obrača ogromno denarja, obetajo se ogromni zaslužki. Bo to svet in ljudi še bolj razdelilo?
Vsa biotehnologija, genetika in seveda farmacija so povezani s finančnimi vložki, ki se morajo v določenem času povrniti. Zaradi vse večjih zahtev po varnosti je trenutni razvoj enega samega popolnoma novega zdravila vreden od 900 do 1200 milijonov evrov, kar je izredno velika vsota. Daleč najdražji del razvoja novega zdravila je klinični del, ki poteka v zadnjem obdobju razvoja in traja dve do tri leta. Pogosto se zgodi, da zdravilo preide vse faze razvoja, a se v zadnji klinični fazi pokaže, da zdravilna učinkovina povzroča večje neželene učinke in nadaljnji razvoj se ustavi. Farmacevtska družba, ki je razvijala tako zdravilo, izgubi ogromno denarja, ki ga mora nekako nadomestiti. Zato je boj med farmacevtskimi družbami hud in nenehen. Ker so zahteve po varnosti bolnikov vse večje in ker je res novih (ne generičnih) zdravil vse manj, se nekatere farmacevtske družbe usmerjajo v iskanje novih bolezni za preizkušena zdravila in ne novih zdravil za že obstoječe bolezni! Eleganten način povečane prodaje zdravil je zniževanje meja nekaterih merljivih dejavnikov, ki odločajo o meji med boleznijo in zdravjem. Tako se je meja za celokupni holesterol znižala na približno 5 mmol/l, kar pomeni, da smo s sprejetjem nove meje, torej z administrativno določeno mejo, samo v Evropi "ustvarili" dva milijona novih bolnikov! Z razvojem genetike in personalizirane medicine prihajamo do nove ločnice v zdravljenju. Znanost je dosegla tako visoko stopnjo razvoja, da si lahko že marsikaj privoščimo, a žal le peščica najbogatejših zdravstvenih sistemov! Tako se tudi na področju zdravstva počasi povečuje meja med bogatimi in revnimi, kar bo še posebno vidno ob popolnem privatiziranju zdravstvenih storitev. Bojim se, da bo z obveznim zavarovanjem pokrito le bazalno, osnovno zdravstvo, vse drugo pa bo bolj ali manj odvisno od globine posameznikovega žepa. Zato je zdaj čas, da se ukvarjamo predvsem s preventivo, saj bo ta vedno cenejša in učinkovitejša od kurative. Ko pa do bolezni pride, naj velja pravilo solidarnosti.




Galerija

dr. Borut Štrukelj, predstojnik Katedre za farmacevtsko biologijo na Fakulteti za farmacijo v Ljubljan Diana Anđelić

dr. Borut Štrukelj, predstojnik Katedre za farmacevtsko biologijo na Fakulteti za farmacijo v Ljubljan Diana Anđelić

Marko Hočevar

prof. dr. Marko Hočevar dr. med. spec. splošne in onkološke kirurgije

Postavi vprašanje

Luka Hren

Luka Hren diplomirani kineziolog in gibalni terapevt Diplomirani kineziolog, Fakulteta za šport, magistrski študij Kinezioterapija

Postavi vprašanje

Jurica Ferenčina

Jurica Ferenčina dr. med. spec. družinske medicine

Postavi vprašanje

Vsi Viva strokovnjaki