مستقبل الطب الجينومي

حرره كريستينا سوردز ، دكتوراه.

ما هو الطب الجيني؟

علم الجينوم هو دراسة الشفرة الجينية الكاملة للكائن الحي أو تسلسل الحمض النووي ، وكيف تتفاعل الجينات المكونة من هذا الحمض النووي مع بعضها البعض ومع البيئة لجعل هذا الكائن ما هو عليه. تم ترتيب تسلسل الجينوم البشري لأول مرة مع الانتهاء من مشروع الجينوم البشري في عام 2003 ، ولكن حتى يومنا هذا لم يتم فهم وظائف أجزاء كثيرة من الجينوم. لا يزال العلماء يعملون على تحسين فهمنا لكيفية تأثير الشفرة الجينية الفريدة لكل شخص على سماته وصحته وحياته.

مع تحسن تقنية تسلسل الجينوم ، يتحسن فهمنا للجينوم أيضًا. تكلف أول جينوم بشري تسلسله مشروع الجينوم البشري 2.7 مليار دولار. أدى الجمع بين تحسين توافر التسلسل وزيادة فهم كيفية تأثير التباين الجيني على سماتنا إلى ظهور مجال الطب الجيني: تطبيق المعلومات الجينومية للفرد للمساعدة في اتخاذ قرارات شخصية بشأن رعايتهم الطبية.

نظرًا لأن توفر تسلسل الجينوم الكامل كان محدودًا إلى حد ما حتى وقت قريب ، ويستغرق الأمر وقتًا طويلاً لترجمة أحدث الأبحاث إلى ممارسة إكلينيكية ، فلا يزال الطب الجيني في مراحله الأولى. ومع ذلك ، فإنه حتى اليوم يساهم بشكل كبير في تحسين نتائج العلاج ، وسيزداد هذا التأثير بأعداد كبيرة في السنوات القادمة حيث تستمر قدرتنا على فهم وتحليل الجينوم في التحسن.

كيف يعمل علم الجينوم على تغيير ممارسة الطب اليوم

في حين أن الطب الجينومي لا يزال في مراحله المبكرة ، فقد كان له بالفعل آثار إيجابية عميقة على التشخيص السريري والعلاجات وأدوات صنع القرار في العديد من تخصصات الطب.

لبعض الوقت الآن ، لدينا القدرة على استخدام الاختبارات الجينية لتشخيص الأمراض الجينية البسيطة مثل التليف الكيسي أو فقر الدم المنجلي أو مرض تاي ساكس. ومع ذلك ، فإن التطورات الحديثة في الطب الجينومي منحتنا القدرة على استخدام البيانات الجينية لاكتساب نظرة ثاقبة لمخاطر إصابة الفرد بحالات ذات مكونات وراثية أكثر تعقيدًا. ومن الأمثلة المعروفة أن الأفراد الذين يعانون من طفرات معينة في الورم قمع BRCA1 و / أو BRCA2 الجينات أكثر عرضة للإصابة بسرطان الثدي من الأفراد الذين ليس لديهم هذه الطفرات. الفرد الذي خضع تغطية عالية لتسلسل الجينوم الكامل يمكن تحديد ما إذا كان لديهم طفرة في هذه الجينات أم لا. إذا فعلوا ذلك ، يمكنهم اتخاذ إجراءات لتقليل خطر الإصابة بسرطان الثدي ، مثل تناول بعض الأدوية الهرمونية الوقائية أو إجراء فحوصات منتظمة للثدي.

طريقة أخرى ملحوظة وحديثة نسبيًا للتنبؤ بخطر إصابة الفرد بالمرض هي درجة المخاطر متعددة الجينات. تلخص درجات المخاطر متعددة الجينات تأثيرات الاختلافات الفردية للعديد من الجينات المختلفة لحساب الدرجة التي تنبئ بقابلية الفرد للإصابة بمرض ما. عمل العلماء بسرعة على إنشاء العديد من درجات المخاطر الجديدة متعددة الجينات للتنبؤ بقابلية التعرض للعديد من الظروف. توفر بعض درجات المخاطر التي يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في الاختبارات الجينية اليوم معلومات عن خطر إصابة الفرد بأمراض القلب والسكري من النوع 2 في المستقبل.

بالإضافة إلى التنبؤ بمخاطر المرض والمساعدة في اتخاذ الإجراءات الوقائية ، يتم استخدام الطب الجينومي بالفعل لإدارة العلاجات الشخصية للمرضى والتي تكون أكثر فعالية من العلاجات التقليدية. يعد علم الأورام أحد المجالات الرائدة في تطبيق الطب الجينومي لهذا الغرض. من خلال تسلسل العينات من ورم المريض ، يمكن للأطباء أن يوصوا بالعلاجات بناءً على الطفرات التي يمتلكها الورم. نظرًا لأن هذه العلاجات تستهدف الورم بناءً على الطفرات التي تميزه عن الخلايا الطبيعية في الجسم ، فإنها عادة ما تكون أكثر فعالية بشكل ملحوظ وتسبب آثارًا جانبية أقل من علاجات السرطان التقليدية مثل العلاج الكيميائي والإشعاعي. من الأمثلة المعروفة نسبيًا على أحد هذه العلاجات فئة أدوية العلاج المناعي للسرطان المعروفة باسم مثبطات نقاط التفتيش ، والتي تُستخدم لعلاج عدة أنواع مختلفة من السرطانات. تعمل العديد من هذه الأدوية من خلال استهداف البروتين PD-L1 ، الذي تم ترميزه بواسطة CD274 الجين ويساعد الخلايا السرطانية على تجنب الكشف عن طريق الجهاز المناعي. لذلك ، من خلال تسلسل عينة الورم والتحقق مما إذا كان الورم يعبر عن PD-L1 أم لا في نسبة عالية من خلاياه ، يمكننا الحصول على نظرة ثاقبة لفرصة أن تكون هذه الأدوية قادرة على علاج هذا الورم بشكل فعال. للتأكيد على مدى تطور نهج الطب الجينومي في علاج الأورام ، كانت موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في عام 2017 على أحد مثبطات نقاط التفتيش ، بيمبروليزوماب ، هي المرة الأولى التي وافقت فيها على عقار للسرطان يعتمد على وراثة الورم بدلاً من نوع الأنسجة أو موقع الورم.

ومع ذلك ، لا يقتصر هذا النهج الخاص بتخصيص العلاجات على أساس السمات الجينية على الأورام وعلم الأورام. يستخدم مجال علم الصيدلة الجيني ، وهو تطبيق للطب الجيني ، معلومات حول جينوم الشخص للمساعدة في تحديد الأدوية والعلاجات الأنسب لاحتياجاتهم. يكتسب علم الصيدلة الجيني حاليًا زخمًا في الطب النفسي ، حيث اقترحت الدراسات الحديثة أنه يمكن استخدام الملف الجيني للفرد لتحديد أي من مضادات الاكتئاب والأدوية المضادة للذهان ستكون أكثر فعالية بالنسبة لهم.

يعد العلاج الجيني أحد أكثر التطورات تطورًا في الطب الجيني ، حيث يتم علاج الاضطراب عن طريق إدخال جين في خلايا المريض أو تعطيل الجين المتحور الذي يعمل بشكل غير صحيح. من الطرق الشائعة للقيام بذلك الاستفادة من أنواع معينة من الفيروسات التي تغزو الخلايا وتحقن الحمض النووي الخاص بها في كروموسومات الخلية. يستخدم العلماء فيروسات معدلة تحقن شفرة جينية مفيدة بدلاً من موادها الجينية لإصلاح الجينات التي لا تعمل بشكل صحيح. من خلال القيام بذلك يمكنهم علاج الأمراض الوراثية وأحيانًا علاجها. في هذا الوقت فقط حفنة من العلاجات الجينية المعتمدة من قبل ادارة الاغذية والعقاقير للاستخدام السريري في الولايات المتحدة لعلاج حالات مثل ضمور العضلات الشوكي أو ضمور الشبكية. ومع ذلك ، فإن العديد من العلاجات الجديدة تخضع حاليًا لتجارب سريرية.

مستقبل الطب الجينومي

على الرغم من كونه مجالًا جديدًا نسبيًا ، فقد تسبب الطب الجيني بالفعل في تغييرات كبيرة في العديد من جوانب الرعاية الصحية. ومع ذلك ، مع تحسن قدرتنا على فهم الجينوم وتحليله بمرور الوقت ، سيزداد تأثير الجينوميات الطبية بشكل كبير.

انخفضت تكلفة تسلسل الجينوم بالكامل بشكل كبير وستستمر في ذلك في المستقبل حتى تصبح متاحة بسهولة بسعر في متناول الجميع. كقضايا أخرى تمنع الناس من التسلسل مثل الإجمالية يتم أيضًا معالجة المخاوف ، سيكون هناك ارتفاع كبير في الأشخاص الذين يتم تسلسلهم وانفجار البيانات الجينومية المتاحة لاستخدامها في البحث. باستخدام هذه البيانات ، سيتمكن الباحثون من تحسين فهمنا للجينوم البشري بسرعة أكبر ، مما يوسع بشكل كبير من قدرات الطب الجيني.

ستسمح مجموعات البيانات الجينومية الأكبر للباحثين باكتساب فهم أفضل لدرجة أن العديد من الأمراض والحالات ناتجة عن جينات الفرد وقدرة محسنة على قياس استعداد الأفراد للأمراض المختلفة بناءً على معلوماتهم الجينومية. سيساعد الفهم المحسن للوراثة الكامنة وراء ظروف معينة في توفير نظرة ثاقبة للآليات الخلوية الكامنة وراء تلك الظروف ، مما يمنح العلماء رؤى جديدة حول كيفية تطوير العلاجات. لهذا السبب ، سيتمكن الأفراد الذين تم ترتيب تسلسل الجينوم الخاص بهم من اكتساب رؤى أكثر شمولاً وشخصية حول الأمراض التي يتعرضون لها وتلقي معلومات قابلة للتنفيذ حول الإجراءات الوقائية التي يمكنهم اتخاذها فيما يتعلق بنمط حياتهم وبيئتهم لتقليل فرصهم في التعرض لأي وقت هذه الشروط.

الأهم من ذلك ، سيتم أيضًا فهم العناصر الجينية الكامنة وراء الظروف الأكثر شيوعًا بشكل أفضل. على سبيل المثال ، إذا كان الجينوم الخاص بك يعرضك للسمنة ، فسيقوم طبيبك بإبلاغك وإعطائك نصيحة مخصصة حول تغييرات نمط الحياة للمساعدة في منعك من أن تصبح بديناً لقد بدأت الأبحاث بالفعل حول الجينات الكامنة وراء العديد من الحالات الشائعة مثل أمراض القلب والسكري ، لكنها لم يتم فهمها جيدًا بعد.

على وجه الخصوص ، الأفراد مع أمراض نادرة ستستفيد من زيادة توافر التسلسل الجيني. نظرًا لعدم وجود العديد من مرضى الأمراض النادرة ، يصعب على الباحثين الوصول إلى بيانات كافية لإجراء دراسات حول هذه الأمراض. إن جعل التسلسل الجيني ميسور التكلفة وجذابًا ويمكن الوصول إليه للبحث سيساعد الباحثين في الحصول على البيانات التي يحتاجون إليها لفهم الجينات الكامنة وراء هذه الظروف وتطوير تشخيصات وعلاجات أفضل.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن التوافر الأكثر انتشارًا للتسلسل الجيني سيمكننا من تقليل انتشار العديد من الاضطرابات الوراثية أو القضاء عليه تمامًا باستخدام طرق وراثية بسيطة ، مثل التليف الكيسي أو مرض تاي ساكس. إذا كان الجميع متسلسلًا ومدركًا لما إذا كانوا حاملين لبعض هذه الاضطرابات أم لا ، فيمكنهم اتخاذ خطوات احترازية للتأكد من أن ذريتهم لا يرثون الشروط. على سبيل المثال ، أحد الخيارات هو استخدام الإخصاب في المختبر لضمان عدم انتقال الحالة إلى ذريتهم. من خلال القضاء على هذه الاضطرابات أو الحد من انتشارها ، يمكن منع العديد من الأشخاص من المعاناة ويمكن جعل نظام الرعاية الصحية أكثر كفاءة.

أخيرًا ، نظرًا لفهم الآليات الكامنة وراء الأمراض الوراثية بشكل أفضل وإتقان تقنيات تحرير الجينات مثل CRISPR-Cas9 ، سنكون قادرين على استخدام هذه التقنيات على نطاق واسع لعلاج العديد من الأمراض الوراثية. من خلال تحرير الجينات ، سيتمكن العلماء من علاج الاضطرابات الوراثية أو حتى علاجها عن طريق تغيير المتغيرات الجينية التي تسببها واستعادة الوظيفة الطبيعية. طالما لم يتم تعديل خلايا الخط الجرثومي (البويضات والحيوانات المنوية) ، فلا ينبغي أن تنتقل هذه التغييرات الجينية إلى نسل الأفراد المعالجين.

ما يجب أن يعرفه المستهلكون عن الجينوميات الشخصية

من الواضح أن فوائد تقدم الطب الجيني ستكون عظيمة. ومع ذلك ، هناك مخاوف بشأن الجينوميات والخصوصية التي يجب على أي شخص يفكر في المشاركة في الطب الجيني أو البحث أن يكون على علم بها. إذا كان لديك تسلسل الجينوم الخاص بك حتى تتمكن من المشاركة ، فيجب أن تكون على دراية بمن سيتمكن من الوصول إلى بياناتك بعد ذلك. العديد من شركات الاختبارات الجينية الحالية المباشرة للمستهلكين بيع بيانات المستخدمين لشركات الأدوية . بينما نعتقد بوضوح أنه من المفيد إتاحة المزيد من البيانات الجينومية للباحثين ، نعتقد أيضًا أن بيانات الجينوم الخاصة بك ملك لك ، لذلك يجب أن يكون لديك سيطرة كاملة على من يمكنه الوصول إلى بياناتك بالضبط. هذا هو السبب في أن منصة Nebula تمنحك خيار مشاركة بيانات الجينوم المجهولة الهوية الخاصة بك مع الباحثين على أساس كل حالة على حدة وتكافئك إذا اخترت مشاركتها معهم.

بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على المكان الذي تعيش فيه ، قد يكون من الممكن لشركات التأمين استخدام بياناتك الجينية لتحديد الأسعار لك. في الولايات المتحدة ، قانون عدم التمييز بشأن المعلومات الجينية لعام 2008 (GINA) يمنع شركات التأمين الصحي من التمييز ضد الأفراد بناءً على بياناتهم الوراثية. ومع ذلك ، لا يزال بإمكان الأنواع الأخرى من شركات التأمين ، مثل التأمين على الحياة أو الإعاقة ، استخدام بياناتك لتحديد الأسعار إذا رغبوا في ذلك. في نيبولا ، نحن نتطور تقنيات التشفير للتأكد من أنك وحدك والذين تختارهم صراحةً لمشاركة بياناتك معهم يمكنهم رؤيتها.

تجدر الإشارة إلى أنه مع تقدم الطب الجينومي ، ستزداد أيضًا مخاطر الخصوصية التي يتعرض لها الأفراد. يعمل العلماء بالفعل على الخوارزميات للسماح لهم بالتوليد تقريب لوجه الشخص باستخدام بياناتهم الجينومية. مع تقدم هذه التقنيات في المستقبل ، سيكون من الأسهل على الأشخاص استخدام بياناتك الجينومية مجهولة المصدر للتعرف عليك واكتساب كميات كبيرة جدًا من المعلومات عنك.

في نهاية المطاف ، يمتلك الطب الجينومي القدرة على إجراء تغييرات إيجابية غير عادية في الرعاية الصحية إذا تم توفير المزيد من البيانات الجينية للباحثين ، ولكن يجب أن نتأكد بعناية من استخدام هذه البيانات بشكل أخلاقي وعادل. هدفنا في Nebula هو تمكينك من التسلسل بسعر مناسب مع الحفاظ على ملكية بياناتك وتمكينك من مشاركة هذه البيانات بشكل آمن ومجهول مع الباحثين للمساعدة في تطوير الطب الجيني إذا اخترت ذلك.