Охотники за генами

Эти гены отвечают за предрасположенность к распространенным заболеваниям, известным для генетиков как мультифакториальные заболевания, таким как гипертоническая болезнь, бронхиальная астма, болезни желудочно-кишечного тракта, репродуктивной системы, и другим патологиям. Эти успехи стали возможными благодаря развитию эколого-генетического направления научных исследований в области медицинской генетики.

Только по актуальным проблемам
Задача установления ведущих причин неуклонного прогрессирующего роста заболеваемости мультифакториальной патологией различных органов и систем организма, а также расшифровки молекулярных звеньев их патогенеза является камнем преткновения для ученых всех стран мира. Именно на решении этой сложнейшей и актуальной задачи сосредоточился коллектив кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Курского государственного медицинского университета, который на сегодняшний день является одним из признанных лидеров в Российской Федерации в данном научном направлении исследований. Продуктивность научных изысканий и сложившийся высокий уровень репутации коллектива кафедры в России и за рубежом подтверждается возрастающим интересом научной общественности к мероприятиям, которые организуют курские ученые на базе родного университета.

Речь идет об уже ставшей традиционной – организации коллективом кафедры крупных международных конференций по актуальным проблемам мульти-факториальной патологии. Одно из таких научных событий – 2-я Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, посвященная медико-биологическим аспектам мультифакториальной патологии – недавно прошло в стенах Курского ГМУ. Помимо россиян сюда приехали ученые из Украины, стран Средней Азии, США, Великобритании, Германии, Италии, Франции, Испании, Дании, Швейцарии, Греции и Китая.

Путь к «золотой кафедре»
Чтобы понять причины успеха, пожалуй, надо сказать о неординарной личности заведующего кафедрой биологии, медицинской генетики и экологии Курского ГМУ, заслуженного деятеля науки РФ, лауреата Национальной экологической премии РФ, доктора медицинских наук, профессора, академика РАЕН Владимира Иванова.

Жизнь Владимира Петровича до 1987 г. проходила в Казахстане, в большом шахтерском городе Караганде. После окончания медицинского института началась научная работа. В то время известный ученый, автор многих монографий и учебников из 1-го Московского медицинского института Платон Борисович Гофман-Кадошников оценил работу молодого ученого и буквально «женил» на генетике. Он предложил заняться генетикой развития, изучать основные закономерности онтогенеза ребенка с рождения до пубертатного периода.

Работа была длительной и оригинальной. Она не потеряла своей актуальности до сих пор. Владимир Иванов собрал в центральном Казахстане уникальную близнецовую выборку – к тому времени в СССР не было ничего подобного! Если таллинский профессор Шварц исследовал 200 пар близнецов-спортсменов, то кандидату медицинских наук из Караганды удалось изучить 500 пар близнецов. Материал он собирал 15 лет, итог работы – концепция о генетической детерминации физического развития человека в постнатальном онтогенезе, которая была принята в научном мире.

Владимир Петрович показал тогда силу генной экспрессии у детей за период с рождения до 13-летнего возраста. После защиты докторской диссертации в июне 1987 г. он принял предложение от Курского медицинского института и возглавил кафедру биологии. При этом ректор вуза профессор Александр Завьялов пообещал, что в течение года на кафедре будет открыта проблемная медико-генетическая лаборатория, подобной которой в СССР тогда не было.

Лаборатория через год была создана. Руководство Курской области выделило серьезные финансовые средства, было приобретено современное лабораторное оборудование для генетических исследований. Ни одного пункта в первоначальном списке аппаратуры не было сокращено – в Курске понимали важность поставленной задачи.

Результаты той работы налицо: на базе лаборатории работают сотрудники профильной медико-генетической консультации Курской областной клинической больницы, которая обследует тысячи семей с наследственной и врожденной патологией в год. Еще одна медико-генетическая лаборатория, руководимая Владимиром Ивановым, входит в состав НИИ экологической медицины Курского ГМУ. Ну а возглавляемая Владимиром Петровичем кафедра за научные достижения и развитие медико-генетического образования в стране была удостоена звания «золотой кафедры России». Российским обществом медицинских генетиков 6 лет назад профессору Иванову было присвоено почетное звание «Основатель курской школы медицинских генетиков». На протяжении последних 20 лет под руководством Владимира Иванова выполнено 8 докторских и более 50 кандидатских диссертаций. Воспитанники курской школы медицинских генетиков сегодня трудятся в вузах, научно-исследовательских институтах, учреждениях практического здравоохранения различных субъектов Российской Федерации.

Заслон инвалидности
Одна из важнейших задач курских генетиков – пренатальная диагностика хромосомной патологии и врожденных пороков развития. Всех беременных из группы риска ставят здесь на учет, и они после взятия кусочка биоптата на предметное стекло через 48 часов получают данные полного хромосомного набора будущего ребенка. Курск начал проводить эту работу 20 лет назад одним из первых городов в стране.

– Ежегодно после постановки диагноза наследственных заболеваний по медико-генетическим показаниям прерывается примерно 300 беременностей, – рассказывает корреспонденту «МГ» профессор Владимир Иванов. – А это – предотвращение появления на свет 300 инвалидов детства. Сейчас собираемся развернуть генетическую группу в недавно построенном в Курске областном перинатальном центре. Она будет заниматься не только прена-тальной диагностикой пороков развития, но и ДНК-диагностикой частых наследственных заболеваний, рака молочной железы и т.д. В области фактически решена проблема больных с фенилкето-нурией. В результате скрининга идет выявление детей с этим заболеванием, и сейчас мы не можем показать студентам олигофренов с фенилкетонурией. Их попросту нет, у нас растут практически полноценные дети, получающие спецдиету, и за которыми мы очень внимательно следим.

В поиске причин
Как уже отмечалось, важнейшая область исследований профессора Иванова, его коллег и учеников – медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии (МФП), которая составляет более 90% от всей известной соматической патологии человека. Генетическую основу этих заболеваний составляет не один, а множество генов, установить эффект каждого из которых – достаточно сложная задача. Курские генетики были одними из первых в России, кто применил современные биоинформатические методы для анализа сложного характера взаимодействий между генами, формирующими основу для развития различных мультифакториальных болезней. Внедрение эколого-генетического подхода к анализу генетической составляющей МФП у человека позволило всего за 5 лет идентифицировать большой спектр новых генов предрасположенности к распространенным заболеваниям у человека. Были установлены взаимосвязи 55 полиморфных вариантов 32 генов с предрасположенностью к таким заболеваниям, как бронхиальная астма, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

– В процессе эволюции вследствие постоянно меняющейся среды обитания у человека вырабатывались наиболее эффективные механизмы приспособления и защиты от неблагоприятных факторов среды, – рассказывает ученик Владимира Иванова профессор Алексей Полоников. – Принимая во внимание те глобальные экологические изменения на Земле, которые в эволюционном смысле начали формироваться относительно недавно (за последние 50-100 лет), мы задали себе вопрос: какие гены могут потенцировать негативные эффекты складывающейся агрессивной среды и быть причиной развития болезней человека? Мы сконцентрировались на изучении генов системы детоксикации, основной функцией которых является защита организма от влияния вредных химических факторов. Нами было установлено, что генетическую основу для формирования патогенетически самостоятельных нозологических форм МФП у человека составляют разнообразные неблагоприятные сочетания значительного числа полиморфных генов детоксикации, полигенный характер взаимодействия которых определяет системность нарушений процессов обезвреживания экзогенных и эндогенных токсических соединений в организме. Нами было показано, что на индивидуальном уровне генетически детерминированные нарушения функционирования системы детоксикации определяют повышенную чувствительность организма к действию токсических веществ, которые, в свою очередь, способны инициировать развитие самой разнообразной по проявлениям МФП.

Это важное научное открытие было зарегистрировано Международной академией авторов научных открытий и изобретений. Разрабатываемый коллективом кафедры эколого-генетический подход к проблеме МФП получил финансовую поддержку со стороны Министерства образования и науки РФ и в настоящее время в Курском ГМУ выполняется 6 крупных научных проектов в данном направлении. Университет активно участвует в международных исследованиях по изучению генетических основ МФП. Коллектив является исполнителем с российской стороны крупного международного проекта GABRIEL, организованного Европейской комиссией в рамках 6-й рамочной программы, целью которого является проведение полногеномного многоцентрового исследования по поиску генетических причин и факторов риска возникновения бронхиальной астмы в Европейском сообществе. С помощью технологии ДНК-чипов исследовано более 600 тыс. однонуклеотидных полиморфизмов в геноме на по-пуляционной выборке больных бронхиальной астмой и здоровых индивидов (всего 650 человек).

На протяжении последних 10 лет коллектив исполнителей проекта осуществляет собственные разработки ДНК-панелей для тестирования наследственной предрасположенности к распространенным МФП, многие из которых уже запатентованы или находятся на стадии утверждения и уже применяются в работе различных медико-генетических лабораторий и научных центров России.

География недугов
Экологическая составляющая исследований мультифактори-альной патологии также является важной задачей коллектива кафедры. Особое внимание корреспондента «МГ» привлекла выполненная под руководством профессора Владимира Иванова карта 28 районов Курской области, составленная на основании анализа заболеваемости в течение 25 лет. Кроме структуры заболеваемости, частоты и т.д. мы можем увидеть, например, 5 районов, находящихся в группе риска по желудочно-кишечной патологии. Вот Железногорский район – в ареале Курской магнитной аномалии, с повышенным радиационным фоном. Там желудочно-кишечная патология в 2 раза выше, чем в соседних районах. «Вы это наглядно показали, но что толку? – спросил я профессора Иванова. – Люди-то как болели, так и будут болеть?» Но я ошибся.

– Это сейчас заболеваемость в 2 раза выше, а была – в 10, – ответил Владимир Петрович. – В свое время мы собирали глав администраций районов, главных врачей больниц, показали предыдущую версию карты, сказали, как надо заниматься профилактикой тех или иных болезней, какие из них в каком районе «приоритетны». И вот в Железногорском районе оборудовали современную станцию по очистке воды, которая работает последние 3 года. О результате я сказал. Мы привязываем к этим картам любую мультифак-ториальную патологию, детскую смертность, врожденные пороки развития. При этом карты меняются – как каждый год меняются экологические факторы.

Заметим, что курские генетики уже несколько лет проводят совместные исследования по структуре и оценке экологических рисков с группой московских ученых во главе с академиком РАМН Владимиром Стародубовым.

Мы не можем рассказать обо всех работах коллектива кафедры, например, о реализации нового направления в медицине, известном в мире как геномная или предиктивная медицина. Поэтому зададим профессору Владимиру Иванову в конце рассказа только один вопрос, который волнует и нас, врачей, и всё население: «Как вы относитесь к генномодифицированным продуктам?»

– В целом отрицательно. Априори мы знаем, что генномодифицированные продукты питания обладают измененным генотипом. А что они творят в организме? Пока никто не знает последствий начавшегося широкого их потребления.

Альберт ХИСАМОВ, спец. корр. «МГ».