Сегодня мы поговорим о использовании эпигенетических знаний в медицинской диагностике. Что такое биомедицинская диагностика? Это использование определенных маркеров, присутствующих в организме для постановки диагноза. Как происходит поиск этих маркеров? Обычно сравнивают здоровых пациентов с больными, находят между ними какие-либо отличия, потом эти отличия изучают более подробно. И те из них, которые подтверждаются, для которых подтверждается связь с развитием того или иного заболевания, можно считать клинически релевантными и нужными для диагностики. Какие требования предъявляются к биомаркерам, используемым в диагностике? Во-первых, это должна быть высокая специфичность, они должны с высокой специфичностью определять именно нужные заболевания. Должна быть чувствительность высокая и высокая стабильность. Во-вторых, каждый биомаркер должен пройти независимую валидацию в нескольких лабораториях и все лаборатории должны указать на то, что этот маркер действительно имеет отношение к этому заболеванию и ни к чему другому. Также всегда рекомендуется использовать не один какой-то конкретный биомаркер, а целую панель биомаркеров, которые не только повышают чувствительность и специфичность диагностики, но также ее надежность и стабильность. Какие требования предъявляются к эпигенетическим биомаркерам? Во-первых, эпигенетические биомаркеры должны быть достаточно легко измеримы в биологических тканях или в биологических жидкостях. Если для этого нужно построить целый завод, такой маркер нам не подойдет, потому что это будет слишком дорого и недоступно. Это должно быть достаточно технологичное производство, которое позволит быстро и не очень дорого определять наличие этого биомаркера у пациента. Во-вторых, биомаркер эпигенетический должен предоставлять нам полезную информацию о заболевании. Во-первых, он должен выявлять заболевания, либо он должен прогнозировать развитие заболевания, либо он должен способствовать правильному выбору терапии и в общем-то позволять отслеживать эффективность этой терапии. Ну и, наконец, такой биомаркер может просто давать нам оценку рисков развития заболевания или рисков развития каких-то побочных эффектов. В прошлый раз мы рассказывали о нескольких заболеваниях, связанных с нарушениями эпигенетических механизмов в организме. В частности, мы говорили о NUT-карциноме. Это — заболевание, связанное с тем, что два гена, один из них NUT и другой BRD4 объединяются в результате хромосомной перестройки и начинают нарабатывать неправильный эпигенетический регулятор, который разрегулирует все процессы в клетке и она становится злокачественной. Естественно, в этом случае нет смысла уделять особенное внимание исследованию конкретных эпигенетических эффектов, достаточно просто посмотреть на состояние этого гена NUT. Если этот ген NUT в нормальном состоянии, ни с чем не связан, то тогда мы исключаем этот диагноз. Если же мы находим именно характерную такую химерную молекулу — значит мы имеем дело с NUT-карциномой и принимаем соответствующее решение. Опять же, следующее заболевание, которое мы рассматривали в прошлый раз, — это синдром Прадера-Вилли и комплиментарный ему синдром Энгельмана. В случае этих синдромов речь идет о нарушении импринтинга, генетического импринтинга. И тут мы конечно не можем обойтись без эпигенетических исследований в случае диагностики и необходимо направленно изучать именно тот самый район на 15-й хромосоме, который нарушается в этих синдромах, в котором нарушен импринтинг и, соответственно, по состоянию этого района мы можем поставить правильный диагноз. В общем очень распространенная на нынешний момент тенденция — это применение эпигенетической диагностики в онкологических заболеваниях. Традиционная точка зрения, которая была сформулирована ранее, преобладала ранее, говорит о том, что онкологические заболевания связаны с какими-то спонтанными мутациями, которые возникают в клетке и делают ее злокачественной, запускают опухолевый процесс. Однако оказалось, что на практике далеко не все онкологические случаи связаны с конкретными мутациями и, по-видимому, существенную роль в развитии онкологии играют именно нарушения эпигенетических регуляторных процессов. И действительно, находятся конкретные нарушения. Например, в общем и целом в большинстве случаев онкологических заболеваний общий уровень метилирования ДНК снижается в злокачественных клетках. Однако в некоторых участках он наоборот повышается, и анализ таких участков, где повышается, понижается и повышается, позволяет создавать панели диагностические, которые могут нам говорить о том, с каким типом рака мы имеем дело и, соответственно, как мы можем с ним справляться. ДНК и метилирование ДНК — это очень химически устойчивая модификация эпигенетическая, поэтому прежде всего именно она используется для диагностики. Она настолько стабильна, что когда в организме растет опухоль и клетки этой опухоли гибнут, участки ДНК из этих клеток продолжают циркулировать в кровотоке пациента и можно эти участки ДНК из крови пациента выделить и проанализировать именно эти конкретные участки, которые обладают диагностической важностью. Метод называется "жидкостная биопсия" и в настоящее время развивается очень бурно, панели появляются все новые и новые для разных типов онкологических заболеваний, и в частности они также позволяют раннюю диагностику онкологии, что очень важно для выживания пациентов. Однако эпигенетическая диагностика используется не только в случае каких-то онкологий или таких тяжелых болезней. В частности можно использовать эпигенетику для диагностики и для изучения таких, в общем-то, можно сказать, социальных синдромов, как алкоголизм и курение. Действительно, поскольку алкоголизм и курение — это экспозиция организма каким-то вредоносным веществам (алкоголь — это, в общем-то, — яд в больших количествах, и в курении тоже ничего особенно хорошего нет), — и поэтому организм начинает каким-то образом реагировать на эти вещества, их начинает выводить из себя и это неизменно заканчивается регуляцией генов, а регуляция генов — это и есть и эпигенетика и, соответственно, когда у нас организм реагирует на какое-то вещество, мы можем увидеть какие-то эпигенетические эффекты. И действительно, исследователи обнаружили и создали панели, которые позволяют вслепую определять, является ли человек алкоголиком или курильщиком. И что интересно: один из генов в обеих этих двух панелях оказался один и тот же. Это ген, который задействован в выведении токсинов из организма, в норме он метилирован, его ДНК метилирована, однако у людей с зависимостями этот ген, метилирование в нем снижается и он начинает активно работать и выводить, в общем-то, токсины из организма. И что интересно: если человек бросает эту вредную привычку, то через некоторое время этот ген приходит к норме, и таким образом этот ген является не только маркером самого заболевания, но он также может позволять оценивать восстановление после заболевания — насколько быстро человек восстанавливается до нормального уровня. Таким образом эпигенетическая диагностика — это очень передовой край биомедицинской науки, будет постоянно развиваться, будет очень много новых систем и новых способов, как можно использовать эпигенетические знания в медицине. В следующей лекции мы поговорим о том, какие на настоящий момент есть наработки в области эпигенетических лекарств, потому что, конечно, эпигенетику можно использовать не только для диагностики, но и для лечения каких-либо заболеваний.
