Inhoud
- Leren wat genen te zeggen hebben
- Vooruitgang boeken
- Wat we niet weten
- De lege plekken invullen
- Goedkopere testen
- Vooruit gaan
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 te zeggen hebben
Ons DNA is ongelooflijk complex. Ieder van ons heeft drie miljoen basenparen aan genen. Om te weten welke genenparen 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 voorkwamen bij mensen met bepaalde ziekten, zodat ze een verband konden leggen tussen de mutatie en de aandoening. Dit is net als het vinden van typefouten op de pagina's van een boek: iedereen heeft verschillende typefouten in hun DNA.
Maar we hebben geleerd dat het verband niet altijd eenvoudig is. We hebben bijvoorbeeld verschillende genvarianten gevonden die leiden tot hypertrofische cardiomyopathie, een ziekte die ervoor zorgt dat de hartspier dikker, groter wordt en uiteindelijk faalt. We weten al lang dat niet iedereen die drager is van deze genvariant de ziekte ontwikkelt. Dit geldt ook voor andere genvarianten.
Bovendien ontdekten wetenschappers onlangs dat een genvariant bij hypertrofische cardiomyopathie sommige rassen kan beïnvloeden, maar andere niet. Blanke mensen met een genvariant kunnen bijvoorbeeld een ziekte krijgen, terwijl zwarte mensen met dezelfde genvariant dat niet kunnen. We weten niet precies waarom. Dus de aanwezigheid van een genvariant bij sommige mensen kan een andere implicatie hebben bij anderen, wat betekent dat andere factoren een rol kunnen spelen.
Bovendien zijn er tal van 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 hartoogpunt hebben we het meeste geleerd van zeldzame mutaties. Deze ontdekkingen hebben geleid tot een beter begrip van hoe de natuur deze problemen kan verhelpen. 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 zijnde geassocieerd met het onvermogen van de lever om cholesterol uit de bloedbaan te verwijderen. Mensen met deze mutatie hebben een zeer hoog cholesterolgehalte in het bloed. Deze ontdekking werd gebruikt om een nieuwe klasse van cholesterolmedicijnen te creëren, PCSK9-remmers genaamd, die patiënten met de mutatie helpen cholesterol te metaboliseren.
Het medicijn zorgt ervoor dat een eiwit genaamd PCSK9 het normale cholesterolverwijderingsmechanisme in de lever verstoort. 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 ook dichter bij het vinden van een behandeling voor hypertrofische cardiomyopathie. Er is een innovatieve behandeling ontwikkeld waarbij kleine moleculen worden gebruikt om te richten op de plaats van de genvariant. Wanneer katten die vatbaar zijn voor deze ziekte dit middel krijgen, neemt de kans dat ze een vergroot hart krijgen, af.
De volgende stap is om de formule te testen op mensen die risico lopen op de ziekte. Als de behandeling effectief is, betekent dit een doorbraak in het voorkomen van hypertrofische cardiomyopathie. Er is momenteel geen behandeling beschikbaar voor degenen die een grotere kans hebben om deze ziekte te ontwikkelen omdat ze de genvariant dragen. Dergelijke ontwikkelingen zijn erg spannend omdat ze onze benadering van patiëntenzorg veranderen van reactief naar proactief.
Wat we niet weten
Naarmate we de relatie tussen genmutaties en ziekten beter gaan begrijpen, ontstaat er een derde factor die de zaken ingewikkelder maakt: hoe onze genen omgaan met de omgeving en ons dagelijks leven. Het vergaren van deze kennis vereist een systematische benadering van klinische studies en vele decennia om tot antwoorden te komen.
We hopen echter dat ze ons uiteindelijk zullen helpen enkele fundamentele vragen te begrijpen, zoals waarom sommige mensen die roken, vervuilde lucht inademen of een slecht eetpatroon hebben, hartaandoeningen krijgen en anderen niet. Het goede nieuws is dat recente studies ook suggereren dat gezonde gewoonten, zoals regelmatig sporten en gezond eten, de risico's van het ontwikkelen van hart- en vaatziekten kunnen overwinnen die via genvarianten worden 'overgeërfd'.
De lege plekken invullen
Er ontbreken veel stukjes van de DNA-puzzel. Gelukkig worden er verschillende grote inspanningen geleverd om genomische gegevens te verzamelen en te analyseren. Het uiteindelijke doel is om artsen de kennis bij te brengen die ze nodig hebben om patiënten met een bepaalde ziekte te behandelen.
Eén poging 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 landelijke deelnemers inschrijven die ermee instemmen biologische monsters, genetische gegevens en informatie over voeding en levensstijl te delen met onderzoekers via hun elektronische medische dossiers. Het is te hopen dat de informatie die via dit programma wordt verzameld, zal resulteren in nauwkeurigere behandelingen voor veel ziekten.
Goedkopere testen
De kosten van DNA-sequencing zijn gedaald van duizenden dollars naar honderden dollars en blijven dalen. Omdat de lagere prijzen DNA-testen toegankelijk maken voor de gemiddelde persoon, zullen we waarschijnlijk meer direct-to-consumer-marketing zien die families in staat zal stellen om bepaalde genetische ziekterisico's te identificeren, vergelijkbaar met hoe u al DNA-testen kunt gebruiken om uw afkomst te ontdekken. We leren nog steeds wat de implicaties zijn van hoe het verkrijgen van informatie over ziekterisico's de gezondheid en het welzijn van mensen kan beïnvloeden.
In de medische wereld proberen we erachter te komen hoe we DNA-testen kunnen gebruiken om informatie te verkrijgen die we niet via andere soorten testen kunnen krijgen. Zodra we de informatie hebben verkregen, moeten we weten wat we ermee moeten doen. Een goed voorbeeld is familiaire hypercholesterolemie. DNA-testen hebben aangetoond dat drie procent van de mensen een verhoogd risico loopt 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 cholesteroltest in het bloed en een zorgvuldige familiegeschiedenis?
- Wat als uit een DNA-test blijkt dat u een vijf procent hoger risico heeft op een andere vorm van hartaandoeningen?
- Is dit verhoogde risico hoog genoeg dat u moet worden behandeld?
Vragen zoals deze moeten worden beantwoord voordat we DNA-testen kunnen gebruiken om onze behandelaanpak te rechtvaardigen.
Vooruit gaan
We beginnen net aan de oppervlakte te komen, maar we verwachten dat de genetica uiteindelijk de manier zal veranderen waarop cardiologen patiënten en hun families met bepaalde vormen van hartaandoeningen, zoals hartfalen, beoordelen. Een op de vijf volwassenen ontwikkelt hartfalen. En de ziekte treft de kinderen van één op de vier patiënten met hartfalen. We willen deze mensen identificeren voordat ze hartfalen ontwikkelen.
Gelukkig stellen veel spannende nieuwe ontwikkelingen in kennis en technologie ons in staat om deze enorm ingewikkelde puzzel aan te pakken. Het identificeren van het potentieel van gentests is een ontmoedigende, maar opwindende taak. Iedereen kijkt er naar uit om vooruitgang te zien.
Dr. Tang is cardioloog bij Cleveland Clinic's Heart and Vascular Institute, het nummer 1 cardiologie- en hartchirurgieprogramma van de natie volgens het Amerikaanse News & World Report. Hij is ook directeur van het Center for Clinical Genomics.