Știi și câștigi sănătate: Bolile genetice
Genetica este o ramură a biologiei care ne ajută să înțelegem atât complexitatea speciei umane cât și mecanismul prin care apar bolile ereditare. Prin studiul ei am înțeles de ce arătăm diferit și ne comportăm diferit, de ce avem anumite caracteristici și de ce apar bolile ereditare. Dintotdeauna ne-am întrebat cine suntem, de unde venim și care este locul nostru în univers. Cu ajutorul geneticii am reușit să răspundem la anumite întrebări însă multe necunoscute planează la orizont așteptând ca oamenii de știință să le elucideze misterele.
Fără genetică, medicina ar fi avansat mult mai greu, deoarece, foarte multe boli pe care medicii le tratează astăzi sunt determinate genetic, iar combinația dintre genotipul individului și anumiți factori de risc poate crea predispoziție către anumite afecțiuni. Genetica are nenumărate aplicații în medicină, de la teste diagnostice la metode terapeutice. Sfatul genetic, diagnosticul prenatal, fertilizarea in vitro, clonarea terapeutică, terapia genică sau testele genetice (utile în diagnosticul maladiilor ereditare) sunt doar câteva dintre descoperirile geneticii, o știință în continuă ascensiune care, odată cu dezvoltarea tehnologiei și cu evoluția metodelor experimentale, de testare și diagnostic răspunde din ce în ce mai multor întrebări cu privire la originea, diagnosticul și tratamentul bolilor genetice dar și la problemele de ordin etic și religios referitoare la ingineria genetică, terapia genică etc.
Știm deja că bolile genetice sunt ereditare, iar în liceu am învățat cu toții că atunci cand fetusul se dezvolta în mediul intrauterin, are, în mod normal, 46 de cromozomi în fiecare celulă, primiți în mod egal: 23 de la mamă și 23 de la tată. Dintre cele 23 de perechi de cromozomi care se formează astfel, una singură este purtătoare de sex. În cazul băieților, perechea este XY, iar în cazul fetelor, XX.
Cromozomii sunt structuri esențiale pentru fiecare celulă din corp, iar atunci când aceste lanțuri nu se realizează corect, se dezvoltă bolile genetice, care afectează mai mult sau mai puțin diferite funcții ale organismului copilului care se va naște. Disfuncțiile genetice pot avea legătură fie cu gena de sex (X-linkate), fie cu celelalte 22 de perechi de cromozomi (autozomale). Pe lângă conexiunea cu cromozomii definitori de sex, genele sunt împărțite ca fiind dominante sau recesive. Cele dominante sunt mai puternice decât genele normale și, prin urmare, le vor lua locul în lanțul cromozomial, o genă dominantă care poartă un sindrom activând astfel boala. Când o genă este recesivă, ea poate sau nu să afecteze formarea perechilor de cromozomi și prin urmare poate sau nu să constituie un risc.
Anomaliile cromozomiale pot fi moștenite și se pot baza pe istoricul familial, dar în același timp pot fi si sporadice, cauzate de modul în care se formează lanțul de cromozomi ca urmare a fecundării ovulului. De exemplu, aneuploidia este cauzată de numărul incorect de cromozomi din perechi (pot fi mai mulți, realizând perechi de 3 în loc de 2, sau mai puțini, cu unul singur într-o pereche incompletă), deleția apare atunci când un cromozom nu lipsește în totalitate, însă o parte a lui nu a fost transferată sau nu s-a dezvoltat corespunzător, în cazul inversiei și translocației, un fragment al unui cromozom se desprinde și se lipește apoi în altă parte a lanțului cromozomial, mozaicul cromozomial apare atunci când un individ prezintă mai mult de un model al liniei celulare cu 46 de cromozomi (unele celule pot avea 47 sau 45 de cromozomi).
Cu toate ca aceste anomalii au fost descoperite, 60% dintre mutațiile observate la naștere nu au o cauză evidenta. Anomaliile cromozomiale cauzează aproximativ 6% dintre probleme, în timp ce 20% sunt un rezultat al combinațiilor dintre mai multe tipuri de disfuncționalități.
Analiza ADN poate dezvălui, la ora actuală, predispoziția spre o mulțime de afecțiuni precum diabetul, cancerul sau bolile cardiovasculare și au fost puse bazele câtorva teste genetice personalizate care pot arăta, de exemplu care este probabilitatea ca celulele canceroase din organism să se răspândească sau ca boala să reapară (Dr. Vogelstein- John Hopkins University, Baltimore), sau pot identifica suferinzii de cancer la sân care nu pot fi tratați cu ajutorul chimioterapiei (testul Oncotype DX).
Bolile genetice au constituit întotdeauna o problemă sensibilă, cu atât mai mult cu cât ele nu au fost înțelese foarte mult timp de specialiști. Atât factorii genetici, cât și cei din mediul înconjurator au rol în dezvoltarea unor boli. O boală genetică este cauzată de anomalii în materialul genetic al unui individ. De aceea este extrem de important să se cunoască atât cauzelor lor, cât și modalităților de prevenție și depistare.
Potrivit specialiștilor Centrului Regional de Genetică Medicală București, din structura Institutului Național pentru Sănătatea Mamei și Copilului „Alessandrescu-Rusescu”, există patru tipuri de boli genetice: boli monogenice (determinate de alterarea ADN-ului nuclear, adică 95% din ADN din celulă. Mutaţia unei singure gene, starea heterozigotă -o singură alelă este alterată, sau starea homozigotă -ambele alele sunt alterate, stă la baza bolilor monogenice, numite şi boli mendeliene); boli cromozomiale (determinate de anomalii numerice sau structurale la nivelul cromozomiale); boli mitocondriale (alterarea ADN-ului din mitocondrii -5% din ADN-ul celular poate determina boli care se transmit numai pe linie maternă, pentru că mitocondriile sunt situate în citoplasma prezentă în special în ovul şi extrem de puţin în spermatozoid); boli multifactoriale (cauzate de o combinație între factori de mediu și mutații în multiple gene).
Important de știut este însă că bolile genetice se pot activa nu doar la naștere, ci și mai târziu, în copilărie sau adolescență. Unele dintre ele afectează puternic alimentația și calitatea vieții copilului, precum tulburările cu caracter genetic ale metabolismului carbohidraților. De aceea, abordarea bolii sau tratamentul ei depind de momentul în care aceasta se declanșează. În plus, fiecare maladie este diferită și modul în care evoluează la fiecare individ depinde de foarte mulți factori.
Consultul genetic reprezintă un act medical specializat, care constă în evaluarea clinică a unui pacient, stabilirea unui diagnostic de boală cu componenta sa genetică și în acordarea sfatului genetic, cu informarea pacientului și a familiei sale despre boală (evoluție, prognostic), despre planul de tratament și stabilirea riscului de recurență. Istoricul medical, simptomele şi cauzele afecţiunii, precum şi istoricul medical al familiei vor fi evaluate cu mare atenţie. Dacă se suspectează o afecţiune genetică specifică se recomandă efectuarea unui test genetic (dacă acesta este valabil), în vederea stabilirii unui diagnostic definitiv și corect.
Testul genetic efectuat din motive medicale poate furniza informaţii importante pentru sănătatea unei persoane. Testarea genetică are indicaţii variate. Dacă medicul curant consideră că există riscul de a avea o afecţiune cu o componentă genetică, ar putea să recomande consultat specializat în investigarea, diagnosticul şi tratamentul persoanelor care au sau sunt suspectate a avea o problemă genetică.
* Testele genetice diagnostice inteţionează să diagnostice o boală genetică la o persoană care are deja simptome. Rezultatele testării pot ajuta medicul să decidă cum să trateze sau să asigure managementul problemelor de sănătate și pot permite elucidarea unui diagnotic incert.
* Testele genetice predictive sunt efectuate pentru persoanele care nu au încă simptome. Aceste teste intenţionează să identifice modificările genetice care sugerează un risc pentru a dezvolta o afecţiune mai târziu în viaţă ( ex. testul pentru boala Huntington).
* Testele pentru purtători sunt utilizate pentru a identifica persoanele care poartă o alelă mutată asociată cu o boală specifică (ex. fibroza chistică). Purtătorii nu au, de obicei, semne ale bolii, dar există un risc ca aceste persoane să aibă copii afectaţi.
* Testele farmacogenomice sunt efectuate pentru a testa sensibilitatea individuală faţă de o terapie specifică (unele persoane ar putea avea nevoie de doze mai mari în timp ce altele pot dezvolta reacţii adverse faţă de anumite medicamente).
Dacă un pacient a fost diagnosticat cu o boală genetică sau i s-a recomandat o testare genetică este bine să beneficieze de consilierea și sfatul genetic, pentru a fi ajutat atât el cât și familia să înțeleagă mai bine boala, implicațiile ei în viața personală și a membrilor familiei, a posibilităților de testare și a opțiunilor de tratament. Efectuarea unui test genetic, aşteptarea rezultatelor si primirea lor ulterioară poate cauza emoţii variate ca stres, anxietate, eliberare sau vină. Este foarte important să consideraţi consecinţele posibile pentru dumneavoastră şi familia dumneavoastră dacă va urma să primiţi veşti bune sau rele. Este bine de știut, de asemenea, că testarea genetică poate confirma un diagnostic, dar tratamentul unei boli nu este întotdeauna posibil. În plus, pentru o serie de afecţiuni despre care se cunoaşte cauza genetică care le-a determinat, nu este posibil a se preciza cât de sever o persoană va fi afectată. Rezultate testării pot releva informaţii genetice și despre alţi membri ai familiei biologice, cu privire la o serie de caracteristici genetice, dar și la riscul lor genetic pentru o anumită afecţiune.
Importanța acțiunilor de depistare precoce a malformațiilor și sindroamelor genetice are la bază depistarea în stadiul presimptomatic al unor boli permite instituirea unui tratament care va împiedica apariția semnelor de boală, depistarea unor boli în stadiu precoce poate împiedica apariția unor complicații și acordarea precoce a sfatului genetic. De aceea, specialiștii atrag atenția că, în ultimii ani, multe teste genetice se vând direct către populaţie, pe internet, dar nu sunt considerate valide de către sistemul de sănătate, iar majoritatea rezultatelor acestor teste nu sunt capabile să estimeze dacă veţi dezvolta o anumită boală sau cât de severă această boală poate fi. Aşa cum s-a menţionat deja, riscul de a dezvolta marea majoritate a aceastor afecţiuni este influenţat doar parţial de către genele dumneavoastră. Alţi factori au de asemenea un rol important: istoricul dumneavoastră medical, mediul în care trăiţi, stilul de viaţă.
Afecțiuni genetice grave
* Sindromul Dowun. Cunoscut și sub numele de Trisomie 21, acesta apare din cauza dezvoltării unui cromozom 21 suplimentar și afecetează 1 din 800 de copii nou-născuți. Nou-născuții cu Sindrom Down au în general lungimea și greutatea la naștere mai mici decât cele normale, craniul mic și rotund, profilul aplatizat și fruntea bombată. Aproximativ jumatate dintre persoanele cu sindrom Down au probleme cardiovasculare, iar unele dezvoltă și boli digestive. Cele mai grave probleme rămân însă retardul mintal și dificultatea de învățare, care afectează pacienții.
* Sindromul Edwards (Trisomie 18) este cauzat tot de o multiplicare a unui cromozom, de această dată cu numărul 18. Este întâlnit mai rar, la aproximativ 1 din 6000 de nașteri, însă este mult mai grav și aproape 90% dintre copiii diagnosticați cu acest sindrom mor înainte de vârsta de 6 luni. Simptomele sunt observate atat din timpul sarcinii, cât și la naștere. Modificările craniene, cu fruntea foarte pronunțată și defecte ale gurii și nasului, modificări ale mâinilor și picioarelor și problemele cardiace sunt doar cateva dintre acestea.
* Sindromul Patau (Trisomie 13) face parte din aceeași categorie a multiplicării cromozomiale. Similar ca incidență și speranță de viață cu sindromul Edwards, maladia Patau este în general asociată cu anomalii congenitale grave, care țin de unirea sau dezvoltarea insuficientă a emisferelor cerebrale, de sistemul nervos central și de anomalii cardiace, iar mulți dintre copiii cu acest sindrom nu apucă să se nască.
* Sindromul Turner afecteaza doar fetele și are la bază lipsa integrală sau parțială a unui cromozom X. Femeile cu sindrom Turner pot duce o viață apropiată de normal, dacă sunt constant ținute sub observație. Probemele lor sunt creșterea redusă în înălțime, lipsa funcțiilor ovariene, mici dificultăți de învățare în copilărie și uneori boli cardiovasculare, de rinichi sau tiroidiene.
* Sindromul Triplu X este una dintre cele mai puțin grave boli genetice și afectează doar femeile. Se manifestă prin creștere mai pronunțată în înălțime, nivel redus de inteligență, întârzieri în dezvoltarea limbajului, scolioză, coordonare motrică dificilă. Nu amenință viața decât în cazuri foarte grave, cu multiple complicații.
* Sindromul Cri-du-chat este destul de rar, se manifestă la aproximativ 1 din 50.000 de copii și mai frecvent în cazul fetelor. Acest sindrom se evidențiază prin plânsul specific ascuțit al nou-născuților (de unde și numele asociat mieunatului pisicii) și, ulterior, în vocea foarte subțire. Alte simptome sunt microcefalia, probleme de înghițire, mandibula mică, dificultăți motrice, cognitive și de vorbire.
* Sindromul Angelman apare la ambele sexe și se caracterizează mai ales prin probleme ale sistemului nervos. Copiii sunt foarte activi și au dificultăți de atenție, de înțelegere și învățare, întârziere în dezvoltare și uneori probleme cu ochii, dar speranța de viață este una normală.
Sindromul Wolf-Hirschhorn determină, în general, o statură mică, retard mintal, probleme cu rinichii și chiar lipsa unuia dintre ei, frunte înaltă, ochi mari și depărtați, probleme cardiace, malformații pulmonare și probleme gastro-intestinale. Din cauza problemelor grave, mulți dintre copii mor înainte de a se naște.
Sindromul DiGeorge este cauzat de un defect al perechii de cromozomi 22 și este caracterizat de grave probleme cardiace și neurologice, multe dintre ele observate mai târziu, în copilărie. 25% dintre copiii care supraviețuiesc devin adulți schizofrenici.
Sindromul Klinefelter afecteaza doar bărbații, atunci când aceștia se nasc cu un cromozom X în plus. Este una dintre bolile genetice ale cărei simptome apar abia în adolescență sau chiar la vârsta adultă. Printre acestea se numără problemele sexuale și infertilitatea, penis și testicule de dimensiuni mici, sâni măriți și proporții anormale ale corpului. Uneori apar și dificultăți de vorbire sau de învățare.
Genetica, știința viitorului
Originile geneticii sunt legate de dezvoltarea teoriilor evoluționiste. Pornind de la cercetările lui Charles Darwin și ale Wallace, care au descris cum au apărut noi specii prin evoluție și cum s-a produs selecția naturală pentru a evolua noi forme, în 1858, se puneau bazele geneticii. Cu toate acestea, rolul pe care-l jucau genele în acest fenomen era neclar.
Cam în aceeași perioadă, Gregor Mendel (1822-1884), un călugăr austriac, a fost primul om de știință care a înțeles că trăsăturile ereditare nu sunt transmise direct de la mamă și de la tată la copii, ci transmiterea este una indirectă, prin intermediul factorilor ereditari (denumiți mai târziu gene). El a realizat o serie de experimente de hibridare (încrucișare între indivizi cu caractere diferite) folosind mazărea de grădină (Pisum Sativum). Faptul că a încrucișat plante cu caracteristici fenotipice diferite (înălțime, formă, culoarea bobului și a florii) i-a permis să explice transmiterea caracterelor de la o generație la alta. Mendel a analizat statistic rezultatele încrucișărilor și astfel a putut determina precis frecvența cu care apar diferitele tipuri de caracteristici, nu numai în prima generație de hibrizi ci și în a doua și a treia generație. Prin studiile sale, Mendel a descoperit deosebirea dintre structura genetică a organismelor – genotipul și înfățișarea organismelor – fenotipul (rezultatul interacțiunii dintre genotip și mediul ambiental).
Mai târziu s-a stabilit că factorii ereditari ai lui Mendel, numiți gene, sunt localizați pe cromozomi și a fost elaborată teoria cromozomială a eredității. Astfel, a apărut citogenetica, știință care studiază ereditatea la nivel celular, atât în cazul celulelor procariote (anucleate) cât și în cazul celor eucariote (nucleate).
Cea mai mare descoperire a geneticii a fost făcută însă în 1953, de către James Watson și Francis Crick care au descoperit structura bicatenară a macromoleculei de ADN cu ajutorul razelor Roentgen. Modelul lor a fost confirmat de Maurice Wilkins, cei 3 primind premiul Nobel pentru medicină și biologie în 1962. Ei au arătat că molecula de ADN este formată din două catene polinucleotidice antiparalele, înfășurate plectonemic sub forma unui dublu helix. Această structură explică atât capacitatea ADN-ului de a deține informația genetică sub formă codificată, cât și capacitatea de a transmite fidel această informație de la o generație la alta în cursul diviziunii celulare.
Începând cu mijlocul secolului XX și până în prezent s-au dezvoltat spectaculos conceptele de biologie moleculară și genetică moleculară. Diferite tehnologii avansate și-au găsit un loc în domeniu și au inclus biologia moleculară, tehnologia ADN recombinantă și metodele biotehnologiei. În acest timp au fost descoperite metode de radiomarcare a ADN-ului cu etichete radioactive sau fluorescente pentru dezvoltarea metodelor diagnostice și terapeutice, precum și variate instrumente de cercetare.
Enzimele de restricție au fost descoperite și utilizate pentru a construi molecule de ADN recombinat, care conțineau ADN străin care putea fi cultivat din abundență în tulpinile bacteriene, apoi, enzimele de restricție au fost descoperite și utilizate pentru a construi molecule de ADN recombinat, care conțineau ADN străin care putea fi cultivat din abundență în tulpinile bacteriene.
Efectele descoperirilor și rolul geneticii în medicină sunt evidente, de la testele genetice care pot arăta dacă un individ are un risc genetic pentru o boală specifică, până la terapia genetică și medicina personalizată.
Cercetătorii în epigenomică sunt concentrați pe încercarea de a stabili locațiile și de a înțelege funcțiile tuturor etichetelor chimice care marchează genomul. Aceste informații pot duce la o mai bună înțelegere a corpului uman și la cunoașterea modalităților de îmbunătățire a sănătății umane.
În terapia genetică, genele sunt introduse în celulele și țesuturile pacientului pentru a trata o boală, de obicei o boală ereditară. Terapia genetică, o știință încă la început, dar promițătoare, folosește secvențe de ADN pentru tratarea sau prevenirea bolilor.
Oamenii de știință au ajuns să spună că într-o zi vom putea testa un pacient pentru a afla care sunt medicamentele specifice care sunt cele mai bune pentru el, în funcție de amprenta lui genetică, pentru că s-a constatat că unele medicamente funcționează bine pentru unii pacienți, dar nu și pentru alții. Terapia genetică este o știință în creștere care, în timp, poate deveni un model terapeutic extrem de viabil, alături de alte beneficii, multe încă neexplorate, ale geneticii.
Surse: Mihai Isvoranu, Dinu Albu- Genetica Umană, editura Infomedica; Human Genome Project- Human Genome Project Information; medicalnewstoday.com
* Informațiile din acest articol au caracter informativ și nu înlocuiesc consultul medical sau recomandările medicului specialist.
