Проекты по картированию и секвенированию геномов растений направлены на выявление генов, контролирующих рост, плодовитость, устойчивость к патогенам, а также на «конструирование» трансгенных растений с необычными свойствами, например: картофеля, вырабатывающего токсичный для колорадского жука белок; риса, продуцирующего провитамин А, необходимый для профилактики заболеваний глаз и инфекций, и других.

На основе генетически модифицированного картофеля получена и испытана рекомбинантная вакцина против гепатита В (поверхностный антиген). Разрабатываются подобные съедобные вакцины против холеры, кори и вируса папилломы человека, участвующего в развитии рака шейки матки. Информация о геноме высокоурожайных и устойчивых к неблагоприятному воздействию среды растений используется не только в генной инженерии, она чрезвычайно важна для анализа геномов у других организмов.

Например, анализ взаимодействия разных генов у растений, в результате которого меняется их фенотип (скажем, рост и устойчивость к болезням у томатов), указывает направление поиска похожих механизмов, действующих у животных и человека. Методики, применяемые для переноса генов у растений, выяснение их достоинств и недостатков, позволяют избежать ошибок при использовании аналогичных подходов в генной терапии человека.

Достижения функциональной геномики уже сейчас находят применение в медицинской практике. За последние 20 лет идентифицировано около 1700 генов, мутации в которых приводят к моногенным болезням, выявлено =100 генов, обусловливающих различные формы рака. Установлено, что моногенные болезни характеризуются значительным клиническим полиморфизмом даже внутри семей с одинаковой мутацией. Тяжесть клинической картины определяется присутствием в генотипе различных модифицирующих генов, действие которых часто отсрочено.
Средовые факторы также могут изменять фенотип, эти данные используются для определения носительства мутаций, популяиионного скрининга, пренатальной диагностики.

Молекулярнобиологический подход оказался полезным и при изучении канцерогенеза. Данные о механизмах трансформации протоонкогенов и генов-супрессоров опухолевого роста позволили классифицировать определенные опухоли по характеру экспрессии различных наборов генов, а благодаря технологии микрочипов удалось показать, что разные варианты генной экспрессии определяют различный прогноз. Этот факт дает возможность сделать терапию рака более функционально направленной. Например, при формах рака, сопровождающихся низкой активностью тирозинкиназы, вместо радио- и химиотерапии, уничтожающих и злокачественные и здоровые клетки, можно назначать больным тирозинкиназу, действующую только на клетки опухоли.

ДНК-диагностика помогает выявлять носителей мутаций и проводить своевременное профилактическое лечение пораженных индивидов. Например, диспансеризация и своевременное хирургическое лечение носителей гена семейного аденоматозного полипоза могут предотвратить развитие у них рака толстой кишки. Исследования по ДНК-диагностике и терапии рака по сути дела только начались, но, возможно, что со временем они послужат основой для разработки программ популяционного скрининга рака,

Для исследования генов мультигенных систем, обусловливающих развитие мультифакториальных заболеваний, в основном применяется два подхода: изучение кандидатных генов и анализ сцепления. Однако в ряде случаев при изучении этой группы патологии необходимо сравнение полных геномов. Использование полногеномного скрининга позволило идентифицировать ген предрасположенности к диабету второго типа, продукт которого является представителем кальпаин подобного цистеинового семейства протеаз. Этот результат может свидетельствовать о существовании до сих пор не описанного пути регуляции метаболизма глюкозы и, следовательно, о недостаточности наших знаний о биохимических процессах, происходящих в организме, и непонимании механизмов развития мультифакториальных заболеваний.

Индивидуальная вариабельность ответа на прием лекарственных препаратов послужила основой для развития нового направления исследований - фармакогеномики. Эта область геномики изучает вклад генетической компоненты в токсичность и эффективность лекарственного препарата для данного организма. Было обнаружено, например, что у людей, страдающих недостаточностью глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, в ответ на противомалярийные и другие оксиданты возникает тяжелая гемолитическая анемия. Эффективность и токсичность противотуберкулезного препарата изониазида обусловлены скоростью инактивации этого лекарства у конкретного больного.

Такие исследования создают предпосылки для подбора лекарственного препарата и его дозы строго индивидуально, в соответствии с данными ДНК-типирования и биохимичесими особенностями каждого пациента. В популяциях с высокой частотой побочных эффектов на лекарственный препарат, используемый для лечения распространенного заболевания, генетический скрининг проводить особенно важно. Идентификация генов резистентности к лекарственным препаратам у патогенных организмов позволяет скринировать их популяции с помощью ДНК-технологии. Подобные эпидемиологические исследования необходимы для повышения эффективности терапии инфекционных заболеваний в каждой конкретной популяции.

Данные функциональной геномики должны учитываться не только в терапии широко распространенных заболеваний, на их основе разрабатываются новые методы лечения моногеных заболеваний. К таким методам можно отнести генную терапию и терапию стволовыми клетками.

Несмотря на колоссальные возможности геномных технологий для профилактики, диагностики и лечения заболеваний, не следует пренебрегать традиционными подходами и методами клинической медицины. Более того, стремительное развитие геномики привело к постановке ряда вопросов о целесообразности, экономической эффективности, безопасности и доступности использования рада ее результатов, а использование геномных технологий породило ряд биоэтических, социальных и правовых проблем.

- Читать далее "Биоэтические проблемы геномики. Деонтология и геномика."