4
15782

Молекулярная медицина.Владислав Баранов (Vladislav Baranov)

Компас является разделом проекта о ученых, работающих в науках о "живых системах". Их деятельность определяет будущее.

на сайте с 12 мая 2008
Член-корреспондент РАМН, Заслуженный деятель науки РФ, профессор, ВЛАДИСЛАВ БАРАНОВ - ведущий отечественный специалист по пренатальной диагностике и предиктивной(предсказательной) медицине.

В 1987 году он организовал и возглавил Лабораторию пренатальной диагностики наследственных и врожденных болезней Института акушерства и гинекологии имени Д.О. Отта РАМН(Санкт-Петербург).

Более 10 лет в Лаборатории профессора Баранова при его непосредственном участиии ведутся многопрофильные исследования в молекулярной медицине.
Здесь, впервые в России разработаны научные основы и внедрены в клиническую практику методы диагностики, профилактики и лечения наиболее распространенных социально значимых хромосомных и генных болезней; положено начало новому направлению науки — предиктивной медицине; дано научное обоснование Генетического паспорта.
Благодаря исследованиям и разработкам специалистов Лаборатории, в Центре пренатальной диагностики Института, и в некоторых других медицинских центрах страны сегодня применяются новейшие молекулярные и цитогенетические методы диагностики: метод полимерзной цепной реакции (ПЦР), метод блот-гибридизации, методы ДНК-секвенирования, позволяющие не только эффективно диагностировать наследственные болезни, но выявлять бессимптомных гетерозиготных носителей мутаций, что особенно важно для профилактики мультифакториальных заболеваний.

В процессе исследований в Лаборатории получены принципиально новые данные об особенностях структурно-функциональной организации хромосом в эмбриогенезе человека.
Продолжается разработка научных подходов к генной терапии болезней Верднига Гофмана и миодистрофии Дюшенна; изучаются гены предрасположенности; ведется поиск невирусных способов доставки генных конструкций в клетку при миодистрофии Дюшенна.
На сегодняшний день Лаборатория остается единственной в стране, где проводится пренатальная диагностика гемофилии.

Интервью Вячеслава Баранова

Вопросы_Елена Ветрова
Санкт-Петербург
Апрель, 2008
ВЛАДИСЛАВ БАРАНОВ:
НАУКА ДЕРЖИТСЯ НА ЭНТУЗИАЗМЕ УЧЕНЫХ
Владислав Сергеевич, какие научные открытия в генетике за последние, скажем, десять лет, имеют принципиальное значение для человечества? Какие из них, на Ваш взгляд, могут уже сегодня влиять на продолжительность и качество жизни людей?


По мнению ведущих ученых, наступивший ХХI век - это век ГЕНЕТИКИ, век «генетизации человечества».
Современная генетика формирует фундамент всей биологии, в том числе биологии человека (его филогенез, этногенез): она дала начало молекулярной медицине; активно проникает в социальные сферы жизни общества (идентификация личности, генетическая паспортизация, предиктивная предсказательная медицина и др.).
Такой прорыв генетики в жизнь человека связан с решающими открытиями в этой науке. К таковым с полным основанием относятся:
расшифровка генома человека: прочтение его генетического кода, выяснение общего числа и идентификация многих тысяч «человеческих» генов, в том числе генов, мутации в которых приводят к тяжелым наследственным заболеваниям;
открытие малых РНК, регулирующих работу генов;
завершение 2-й фазы Международной программы Гаплоидный геном, позволившей «насытить» геном человека миллионами молекулярных маркеров, важных для идентификации и картирования новых генов, в том числе, для общегеномного сканирования (поиска) маркерных генов, ассоциированных с различными частыми болезнями;
ренессанс стволовых клеток, и решающие успехи в области клонирования многих видов животных, а так же серьезные успехи клеточной терапии на основе соматических и эмбриональных стволовых клеток;
разработка научных основ и несомненные успехи генной терапии, как в плане лечения с помощью генов, так и коррекции мутаций самих генов;
расцвет молекулярной медицины ( диагностика, лечение и профилактика болезней на уровне ДНК, РНК, белков);
достижения геномной биоинформатики в расшифровке генных сетей (ансамблей генов), контролирующих нормальные метаболические процессы и патологические реакции организма;
становление и стремительное развитие предиктивной медицины, в том числе, фармакогенетики, нутригеномики, медицина антистарения и др.;
создание индивидуального генетического паспорта на основе тестирования панелей генов наследственной предрасположенности к различным частым заболеваниям;
новые технологии секвенирования генома, позволяющие получать полный геномный портрет каждого человека; созданная на этой основе новая научная программа «Персонифицированный геном» 2006;
успехи генетики развития, позволяющие создать эпигенетические карты и изучать экспрессионные профили генов человека в разных тканях и на разных стадиях развития.
Человек научился «улучшать» гены растений и животных. На очереди он сам? Возможно ли это?
«Улучшение» растений и животных ( включая микроорганизмы) направлено на удовлетворение потребностей человека. Расшифровка геномов многих сельско-хозяйственных культур и животных, большие возможности трансгеноза (переноса чужеродных генов) резко ускорили процесс селекции, хотя и привели к появлению ряда проблем. С человеком все много сложнее. Для начала, за исключением «болезнетворных» мутаций, все остальные вариации генома, закрепленные в эволюции никак нельзя назвать однозначно плохими.
По мнению известного отечественного генетика, академика Николая Петровича Дубинина: мы не знаем, какие гены человека «хорошие», а какие «плохие».
Для нормальной жизни они все необходимы.
В свое время, в начале ХХ века, идеи основоположника генетики человека, английского ученого Фрэнсиса Гальтона (Francis Galton) об «улучшении человеческой породы»
( евгеника) наделали много шума и привели к катастрофическим последствиям.





Успехи современной генетики существенно расширили возможности активной профилактики наследственных и врожденных болезней. Высокая эффективность генетического консультирования и дородовой диагностики генных и хромосомных болезней, успехи предиктивной медицины позволяют осуществлять раннее досимптоматическое выявление лиц, предрасположенных к некоторым частым болезням, организовать их профилактику. Однако, такой вариант возрождения «позитивной евгеники» ничего не имеет общего с «улучшением» породы человека. Именно в генетическом разнообразии людей кроется биологическое благополучие человека, как самостоятельного вида Homo sapiens.
Оправданы ли мнения о наступлении кризиса в генетическом направлении изучения старения человеческого организма, так как многие гипотезы пока не подтвердились, или находятся в стадии проработки?
Нет, пожалуй, наоборот. В этой области сделаны поразительные открытия при сравнении особенностей геномов и их экспрессии у лиц разного возраста, в том числе, у столетних.
Идентифицированы отдельные гены, и даже целые семейства генов, ответственных за процессы старения - гены биологических часов.
Направленное воздействие на экспрессию таких генов, нивелирование неблагоприятных эффектов генов «предрасположенности» открывает реальные возможности для продления периода активного долголетия человека.
Старение - это физиология или патология? Возможно ли отсрочить генетическую программу человека? Можно ли выражено замедлить темпы старения? Каков видовой предел у человека, по мнению генетиков?

Считаю, что старение – процесс физиологический, связанный с постепенным угасанием активности генов, истощением запаса стволовых клеток, с повреждающим действием разнообразных неблагоприятных для здоровья эндогенных токсинов: свободных радикалов, продуктов перикисного окисления липидов и многих других, а так же повреждающих средовых факторов.

Программу старения можно и нужно замедлять, исходя из уже хорошо известных в медицине антистарения эмпирических методов, таких как
ограничение калорийности питания, рациональный отдых, сбалансированная диета, высокий уровень медобслуживания, физические упражнения и прочее.
Считается, что видовой предел продолжительности жизни человека около 125 лет. Однако, по моему мнению, следует бороться не столько за увеличение общей продолжительности жизни, сколько за удлинения периода активного долголетия. А это, хоть и взаимосвязанные, но отнюдь не равнозначные понятия.
Как открытие генов старения может повлиять на продолжительность жизни? Или их открытие - миф?
Гены «биологических часов» человека реально существуют
и принципиально те же, что и аналогичные им гены у других животных.

Действие многочисленных, уже известных геропротекторов
( средства профилактики преждевременного старения), как сейчас известно, направлены на регуляцию работы таких генов и на удаление из организма токсических продуктов обмена веществ.
Каких изменений можно ожидать в развитии человеческой цивилизации в связи с новейшими открытиями в генетике и биологии? Что ожидает человечество, как, вид в ближайшем будущем?
Любое великое открытие, а именно таким является расшифровка структуры генома человека и некоторых животных, вселяет большие надежды, сулит новые возможности, но и таит в себе реальные опасности. В качестве позитивного результата последних открытий можно ожидать решающий прогресс в борьбе с наиболее частыми тяжелыми наследственными и ненаследственными (мультифакториальными) заболеваниями: сердечно-сосудистыми, онкологическими, инфекционными, психическими и другими.
Надеюсь, что опасности, связанные с открытиями в генетике, минуют человечество. Успехи молекулярной медицины положительно влияют на продолжительность жизни человека, особенно на продолжительность периода активного долголетия.
Ваш институт стал первым в стране заниматься предиктивной медициной. Чем полезно предиктивное исследование? Как оно проводится? Предрасположенность к каким болезням могут «предсказать» специалисты?

Справедливости ради следует отметить, что пионерские исследования по выяснению наследственной предрасположенности с помощью генетического тестирования принадлежат профессору Евгению Иосифовичу Шварцу (Институт ядерной физики имени Б.П. Константинова РАН).
Наше внимание, с начала 90-х годов прошлого века, было сосредоточено на болезнях легких (бронхиальная астма), костей ( остеопороз) и различных акушерско-гинекологических патологиях,нарушающих репродуктивную функцию человека ( эндометриоз) и существенно осложняющих течение беременности (гестоз, привычное невынашивание и другие). Значительной интенсификации наших исследований способствовало внедрение технологии нанобиочипов, позволяющих одновременно тестировать сразу несколько или, даже, всю панель генов «предрасположенности» к тому или иному заболеванию, например, к тромбофилии.
Более десяти лет в Вашей Лаборатории ведутся исследования по одному из важнейших разделов программы Геном человека — молекулярной медицине. Каких результатов удалось достичь за это время?
Внедрена и получила широкое развитие пренатальная диагностика наследственных и врожденных пороков развития. Разработаны эффективные методы диагностики у плода наиболее частых генных (муковисцидоз, фенилкетонурия, миодистрофия Дюшенна, спинальная мышевная атрофия, гемофилия и других ), а так же всех хромосомных болезней. Оперативными методами получен материал биоптаты плаценты, пуповинной крови от 11 000 плодов и предотвращено рождение свыше 600 плодов с тяжелыми хромосомными и генными болезнями. Заложены основы и стремительно развивается новое направление - предиктивная медицина, в рамках которой установлены панели генов, варианты которых ( аллели) ассоциированы с частыми и тяжелыми болезнями, такими, как бронхиальная астма, остеопороз, акушерско-гинекологическая патология. Тестирование панелей генов «предрасположенности» позволяет в досимптоматический период выявлять лиц с повышенной наследственной предрасположенностью к этим тяжелым заболеваниям и своевременно начинать их профилактику. На основании полученных результатов сформулирована идея Генетического паспорта. Предложен и проходит клинические испытания вариант генетического паспорта беременной – Генетическая Карта Репродуктивного Здоровья. Успешно продвигаются клинические испытания по генной терапии самого частого нервно-мышечного заболевания – проксимальной спинальной мышечной атрофии(болезни Верднига Гофмана), разрабатываются научные подходы к генной терапии смертельной наследственной болезни миодистрофии Дюшенна.
В 1996 году в Лаборатории были начаты исследования по разработке научных основ генной терапии муковисцидоза и миодистрофии Дюшенна. Можно ли сегодня говорить о результатах исследований?
К сожалению, работы по генной терапии муковисцидоза в нашей Лаборатории давно прекращены. Работы по миодистрофии Дюшенна(МДД) продолжаются с переменным успехом по сегодняшний день. На мышах mdx- биологических моделях МДД, испытано более 60 различных невирусных носителей генных конструкций, некоторые из которых позволяли добиться синтеза белка дистрофина почти в 20-25% мышечных волокон. Этого, к сожалению, недостаточно для терапевтического эффекта. В настоящее время, за рубежом уже проводятся клинические испытания по генной терапии МДД с использованием совершенно новых и более эффективных подходов. Отсутствие финансирования, слабость материально-технической и экспериментальной базы не позволяют развернуть подобные исследования в нашей стране.
Генная терапия, как важнейшее современное научно- практическое направление, порожденное прогрессом генетики и биотехнологии, в России практически отсутствует. Если не произойдет чуда, уже в ближайшие годы государство будет тратить огромные средства на закупку импортных геннотерапевтических препаратов, некоторые из которых уже стали поступать на рынок. Все идет к тому, что уже очень скоро мы попадем в полную зависимость от новых технологий, и будем неспособны оказать помощь многочисленным соотечественникам с наследственными болезнями.

Как я уже упоминал, в нашей Лаборатории проводятся клинические испытания генотерапевтического лечения спинальной мышечной атрофии. Отдельные яркие работы по генной терапии выполняются по лечению сосудистых, нейро-дегенративных и онкологических заболеваний в некоторых НИИ Москвы и Петербурга.
Но все это ужасно мало и, скорее, построено на энтузиазме отдельных ученых. Это не сравнимо с тысячами уже одобренных проектов клинических испытаний по генной терапии различных тяжелых заболеваний, которые широко ведутся в лабораториях США и Западной Европы.
( Официально в России не зарегистрирован ни один проект клинических испытаний, тогда как, в Китае их уже около 10)!
Расскажите, пожалуйста, о программах Генетический паспорт и Генетическая карта репродуктивного здоровья. В чем их полезность? Какие тесты они предусматривают? Сколько стоят сегодня такие исследования?
Термин "генетический паспорт" впервые прозвучал в моем докладе на конференции, организованной кафедрой генетики Санкт-Петербургского Госуниверситета летом 1997 году. Генетическая Карта Репродуктивного Здоровья была предложена в 2003 году.
Они стали обобщающим результатом многолетних исследований нашей Лаборатории по выяснению наследственной предрасположенности к различным частым заболеваниям, вызываемых сочетанием неблагоприятных генетических факторов с действием повреждающих факторов внешней среды. По сути, к таковым относятся почти 95% всех болезней человека, получивших название мультифакториальных.
Генетический паспорт включает анализ кариотипа, результаты тестирования на наличие мутаций в генах, ответственных за развитие заболеваний с поздней манифестацией ( хорея Гентингтона, семейный неполипозный рак толстого кишечника, другие онкологические заболевания), тестирования гетерозиготного ( скрытого) носительства мутаций в генах, приводящих к рождению детей с тяжелыми наследственными болезнями ( муковисцидоз, фенилкетонурия, спинальная мышечная атрофия, гемофилия, миодистрофия Дюшенна, адреногенитальный синдром) , и , наконец, результаты тестирования генов «предрасположенности», ассоциированных с тяжелыми мультифакториальными заболеваниями, такими как, бронхиальная астма, остеопороз, гипертония, инфаркт миокарда, тромбофилия, диабет, некоторые опухоли.
В Генетической Карте Репродуктивного Здоровья тестирование предлагается обоим супругам. При этом, помимо анализа кариотипа и гетерозиготного носительства мутаций частых болезней рекомендуется
тестирование генов – маркеров, ассоциированных с различной акушерско-гинекологической патологией ( эндометриоз, привычное невынашивание, гестоз, дефекты заращения нервной трубки у плода, тромбофилия и другие) .
В общей сложности, только в нашей Лаборатории проводится тестирование около 70 генов предрасположенности.

Общая стоимость Генетического паспорта составляет около 20 000 рублей. Важно, отметить, что тестирование обычно проводится по направлению врача, зачастую врача-генетика, и, как правило, касается не всего репертуара Генетического паспорта, а лишь его отдельных номеров (панелей генов, ассоциированных с отдельными заболеваниями). Именно врач обеспечивает получение образца биологического материала ( пятно крови, соскоб со щеки) и проводит консультацию по результатам тестирования.
Ваша дочь, Елена Баранова, много лет занимается проблемами антистарения и является признанным специалистом мирового уровня в этой области. Какими ее достижениями Вы гордитесь.
Я, действительно, горжусь успехами своей дочери, которая стояла у истоков предиктивной медицины и существенно продвинулась в направлении персонализированной ( персонифицированной), медицины, работая во Франции. Мне очень импонирует её формулировка основной задачи персонализированной предиктивной медицины на современном этапе: « Научить человека жить в гармонии со своими генами!». Это, действительно, хороший и вполне действенный лозунг всей предиктивной медицины сегодняшнего дня!
Проведя колоссальную работу, ей удалось создать в содружестве с математиками собственную компьютерную программу, значительно облегчающую объективную интерпретацию результатов генетического тестирования. Её основные направления научного поиска – нутригеномика, медицина антистарения.
Её многие мысли и наблюдения суммированы в книге, изданной на французском и переизданной на русском языке: "ДНК – знакомство с собой или как продлить молодость" .
Интерпретация результатов генетического тестирования - самый сложный раздел предиктивной медицины, делающий только первые шаги, однако, именно от её качества, зависит, в конечном счете, ценность полученной генетической информации.
Каким исследованиям в области генетики особенно необходима поддержка государства и инвесторов?
Генная терапия – самое слабое звено отечественной генетики. Учитывая её научную и практическую значимость, считаю очень перспективным и коммерчески выгодным вложение серьезных капиталов именно в это направление. Думаю, по государственной линии генотерапия вполне подходит под критерии модной сегодня нанотехнологии. Кроме того, благодаря своей фармакологической направленности она заслуживает финансовых вложений со стороны частных компаний и фармацевтических фирм , как это широко практикуется за рубежом.
Другое перспективное в научном и практическом плане направление – предиктивная медицина.
Целевого финансирования, безусловно, заслуживает разработка Генетической Карты Здоровья Ребенка и Генетической карты спортсмена.
Принципиально важным считаю организацию в России исследований по проведению общегеномного поиска генов- маркеров, ассоциированных с частыми заболеваниями. Такие исследования уже начаты в Великобритании, но русские и англичане генетически сильно отличаются.
Нобелевский лауреат, молекулярный биолог, Марио Капеччи однажды сказал: «Когда ставишь маленькие вопросы - получаешь маленькие ответы. Если ставишь большие вопросы - получаешь большие ответы».
На какой вопрос, хотели бы получить ответ Вы?
Когда-то в 1961 году, у меня, студента мединститута, появилась мысль о том, что на определенном этапе развития генетики все живые организмы, исходя из особенностей их ДНК, можно систематизировать в таблице, подобной Периодической таблице химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.
Возможно, что подобно урану и трансурановым элементам в Периодической таблице, Человек и Приматы будут завершать эту таблицу.
А может быть, современный человек – это еще не верх генетического совершенства?
Мне казалось, что такая генетическая классификация живых организмов должна прийти на смену существующей, но достаточно умозрительной, основанной только на внешних признаках, классификации Карла Линнея.



A priori, в такой таблице каждый вид должен занимать свою клеточку, каждый класс – свой период и так далее. С её помощью можно будет определить не только те организмы, какие могли жить на Земле, но и те, которые еще принципиально могут появиться.
Об этом я написал в 1996 году в одном из зарубежных изданий. Представьте мою радость и удивление, когда в 2003 году подобная идея всплыла в материалах программы Геном человека одного из научных центров США.
Остается неясным, будет ли Периодическая таблица живых организмов двухмерной или многомерной, но теперь я уверен, что она будет. Необходимо, однако, ждать нового Менделеева, который гениально угадает единицу отсчета в такой таблице, какой оказался молекулярный вес для классификации химических элементов.
Увидеть бы эту Генетическую Квинтэссенцию Жизни !!!

Владислав Баранов о генетике будущего

«Многие недооценивают значение расшифровки генома человека. А ведь это глобальное открытие, оно означает, что человечество вступило в качественно новую эру. Генетика заполняет собой все науки о человеке, включая социальные и медицинские, историю и антропологию, этногеномику и геногеографию… Когда общество поймет, что стоит за расшифровкой генома, какие удивительные открытия и бесконечно новые возможности сулит его расшифровка всему человечеству - мы сможем создать условия для улучшения качества жизни людей».
из интервью журналу "Красота, здоровье, фитнес" / июль, 2006 г. /
«Сейчас, когда стало ясно, что каждый из нас “заложник” собственного генома, в самый раз подумать о том, как заставить его работать на наше здоровье. До расшифровки генома мы ничего не знали об его индивидуальных особенностях и в игру под названием “жизнь” играли вслепую. Генетическое тестирование позволяет заглянуть нам в наши наследственные задатки и сделать эту игру более осмысленной».

из статьи «Жить в гармонии со своими генами» / Природа, #12, 2004 г. /
«Вполне реально уже сегодня узнать в какой мере уникальные особенности нашего генома могут представлять реальную угрозу для здоровья наших детей и близких родственников, могут привести нас самих к тяжелым, неизлечимым заболеваниям. Совокупность таких сведений о геноме каждого человека и позволяет говорить об индивидуальной базе данных. …Дополненная сведениями о кариотипе (наборе хромосом) и генетическим номером (уникальный генетический код каждого человека, устанавливаемый методами геномной дактилоскопии) она является основой расширенной индивидуальной базы данных человека — его «генетическим паспортом».

В Великобритании уже началось осуществление масштабного проекта по созданию Биобанка, содержащего генетическую информацию более 500 000 британцев разных рас и этнических групп с целью изучения диабета, рака, болезни Альцгеймера, сердечно-сосудистых заболеваний. Предполагается, что данный проект, в случае его успешной реализации, станет началом новой эры в медицине, так как с его помощью станет возможным прогнозировать и лечить заболевания, основываясь на индивидуальных генетических особенностях пациентов».

из статьи «Гены предрасположенности или болезни, которые нас выбирают»
«Итак, эра торжества предиктивной медицины, основанной на генетическом тестировании индивидуальных геномов, неизбежна. Но к ней надо серьезно готовиться не только здравоохранению, но и всему обществу, его многочисленным институтам. Уже сегодня генетическое тестирование заслуживает самого пристального внимания и поддержки не только ученых, медиков, но и ответственных лиц государства.
...мы уже можем активно выявлять многочисленные функционально неблагоприятные варианты генов, играющих важную роль в ряде онкологических, психических и многих других заболеваний.
Известно и уже активно входит в медицинскую практику тестирование генов метаболизма, определяющих особенности индивидуальной чувствительности к лекарственной терапии (фармакогенетика). Достаточно хорошо разработаны и пути, позволяющие полностью устранить или, по крайней мере, свести к минимуму неблагоприятный эффект многих функционально неполноценных генов.
Переход от диагностики к прогнозированию болезни (через тестирование), а от них к предупреждению (комплексу лечебно-профилактических мер) и лечению(строго индивидуальной фармакотерапии) — вот вполне обозримые горизонты предиктивной медицины. Главная цель предиктивной медицины сегодня — научить человека жить в гармонии со своими генами!»

из статьи «Жить в гармонии со своими генами» / Природа, #12, 2004 г. /
«По мере все более полной «генетизации» жизни человека, т. е. проникновения генетики не только во все разделы медицины, но и далеко за ее пределы, в том числе в социальные сферы, нарастающей заинтересованностью всех слоев мирового сообщества в достижениях генетики, все более очевидным для ученых, чиновников, правительств и просто образованных людей становится необходимость решения многочисленных этических, юридических, правовых и социальных проблем порождаемых успехами в изучении генома человека и познании его функций».

из статьи «Геном Человека как Научная Основа Профилактической Медицины»

Прочитать по теме

Комментарии

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter