Последни научни открития в областта на изследване на човешкия геном и приложението им в Онкологичните Клинични проучвания

На 25 Април отбелязахме Световния Ден на ДНК и със сигурност трябва да отдадем нужното внимание именно на най-новите научни постижения в областта на изследване на човешката ДНК и човешкия геном. Освен това, през 2022 г. се навършват 200 години от рождението на Грегор Мендел – основоположникът на водещи принципи в генитеката и изследванията за генетичното наследство.

До съвсем скоро имаше много неизвестни в човешкия геном, но за щастие, в резултат на упорития труд на учените, вече можем да заявим, че липсващите парченца в областта са попълнени.

Тази статия има за цел да Ви даде информация за най-скорошните значими открития и иновации в областта на човешката ДНК и целия човешки геном. Включително и защо приложението им в Онкологичните Клинични проучвания е от толкова голямо значение в днешно време. Клиничните проучвания заемат важна роля в процеса на разработване на лекарства и именно чрез тях изследователите получават информация за безопасността и ефикасността на изследваните терапии. Клиничните проучвания осигуряват подходяща среда за изучаване на това как точно функционират човешките гени. Изследванията на човешкия геном през последните години не просто създават нови перспективи – те откриват пътеки за иновативни лечения и методи за по-бърза, и по-точна диагностика на Пациентите с онкологични заболявания.

Стартирайки първоначално с проекта “Човешки геном” през 1990 г., за изследователите е предизвикателство да запълнят пропуските в човешката ДНК и да разберат изцяло повтарящите се участъци в човешкия геном. Това се дължи на факта, че тогавашните методи за секвениране имат ограничени технологични възможности и могат да разчитат само до около 500 нуклеотиди наведнъж. А в последствие тези откъсачни фрагменти трябва да бъдат напаснати и сглобени един с друг, за да пресъздадат успешно цяла последователност от генома.

Този метод несъмнено се оказва трудоемък, бавен и “тромав”, а крайният резултат пълен с много пропуски и незадоволителен за учените.

Десетилетия по-късно, през май на изминалата 2021 г., консорциумът Telomere-to-Telomere обяви, че всички неизвестни в човешкия геном са разгадани Изследванията и трудът на учените от Международния консорциум значително подобряват технологията на секвениране и правят възможно разчитането на по-дълги последователности от нуклеотиди, от което последва и сглобяването на по-големи повтарящи се региони и завършването на човешкия геном изцяло – за първи път до сега.

Консорциумът Telomere-to-Telomere дава информация за 3,055 милиарда пълни последователни двойки от човешки геном – T2T-CHM13, който включва цели сглобки на всички хромозоми (с изключение на Y -хромозома), представя нововъведения в доскоро прилаганите препоръки, и добавя около 200 милиона нови базови двойки от неизвестни до момента последователности, съдържащи 1956 допълнителни генетични варианта. Завършените участъци включват всички сателити на центромера, скорошни сегментни дупликации и късите рамена на всички пет акроцентрични хромозоми. Тези открития водят до съвсем нов изглед, по-подробна и пълна информация за раковите заболявания. Като допълнение, генетични тестове за рак дават възможността на учените да получават информация за ДНК профила на онкологичното заболяване на всеки индивидуален Пациент. А от там последва и избора и назначаването на най-подходящата терапия за съответния човек.

Реално, за учените вече не съществува технологична бариера и спокойно могат да разширят и провеждат по-широкообхватни проучвания за ракови заболявания, включително и по-голям брой Предклинични и Клинични изследвания в тази сфера. Именно на проучванията, изучаващи различните геномни вариации в целия човешки геном, учените възлагат огромни очаквания за извличане на съществена и изключително ценна информация за генетичните заболявания от всякакъв вид, включително рак.

И друг важен инструмент за редактиране на генома тази година отбелязва 10 години от големия си пробив през 2012 г. Става въпрос именно за CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat) технологията. Първоначално CRISPR последователности са открити в генома на ешерихия коли през 1987 г. и едва през 2012 г. учените установяват, че с помощта на тази уникална технология, е възможно да се редактират части от генома чрез премахване, добавяне или промяна на участъци от ДНК последователностите. Изследователите използват метода CRISPR за коригиране на генни мутации, които в даден момент биха могли да доведат до конкретно заболяване. CRISPR технологията е в пъти по-лесно приложима, по-бърза и е най-прецизният инструмент за редактиране на гени, позволяващ множество опции за персонализиране, който съществува към момента. Не на последно място, разходите за използването му са значително по-ниски в сравнение с всички останали подобни методи.

Имайки предвид предимствата на CRISPR, през последните няколко години се провеждат различни Клинични проучвания, включително и за заболявания като диабет и ХИВ/СПИН. Тепърва предстоят още изследвания в областта на болести на кръвта, наследствени очни заболявания, инфекциозни и възпалителни състояния, както и болести свързани с нарушения в сгъването на протеини в човешкото тяло. Не на последно място, трябва да отбележим основния аспект на тази статия – онкологията. Усъвършенстването на CRISPR метода за редактиране на генома създава нови възможности за Пациенти с рак и именно уникалните му предимствата, го превръщат в основен инструмент за много ракови проучвания.

Към момента повечето терапии, базирани на CRISPR технологията, се използват основно за лечението на ракови заболявания като Левкемия и Лимфом, но понастоящем се провеждат и проучвания с Пациенти диагностицирани с рак на белия дроб. Във всяко едно от проучванията, водеща цел е да се определи дали съответното лечение е безопасно и в рамките на приемливото ли са странични му ефекти, а не да лекува болните.

Учените използват CRISPR и за откриване на ДНК от вируси, причиняващи рак, и РНК от ракови клетки.

Първото Онкологично Клинично проучване, в което се прилага CRISPR технологията, стартира през 2019 г. и в него участват трима доброволци – двама от тях са в напреднал стадиий на множествен миелом и един с метастатичен сарком. Основната цел на проучването е да се установи дали лечението, създадено чрез CRISPR технологията е безопасно. Самото проучване изследва вид имунотерапия, при която имунни клетки на всеки един от Пациентите са генетично модифицирани, така че способността им да разпознават и убиват раковите клетки бива подобрена. В последствие, чрез прилагането на CRISPR се премахват три гена. Резултатите в края на проучването показват, че при двама от Пациентите (един с множествен миелом и този със сарком) туморите са спрели да растат, но за съжаление, възобновават растежа си малко по-късно във времето. При третият Пациент няма никакво подобрение.

Макар че CRISPR допринася изключително за развитието, прогреса, лечението и диагностиката на раковите заболявания, трябва да се проведат още проучвания, с цел събирането на повече научни данни за възможните странични ефекти и евентуалните дългосрочни ползи от прилагането му. В следващите години учените планират допълнителни Онкологични Клинични проучвания, изучаващи CRISPR-създадени терапии за рак, като например, проучване за друг вид имунотерапия – CAR Т-клетъчна терапия.

Всички открития през последните години създават нови възможности и учените неимоверно са развълнувани да разберат какво ново в областта на изследванията на човешкия геном и ДНК, ще им поднесе 2022 г. Наедно с непрестанния стремеж за развитие на научните постижения е и мотивацията за подобряването на вече съществуващите технологии в областта на човешкия геном.

Споделяйте

Източници:

Може да се интересувате

Витилиго. Съвременен подход към лечението

Иновативно лечение и актуални терапии за Плакатен Псориазис