Blog genomowy w odcinkach

S01E01: Początek

To się musiało kiedyś wydarzyć. Rzeczy dzieją się wtedy, kiedy się dzieją, zwykle niezgodnie z planem i w najbardziej nieoczekiwanych momentach. Marzenia również spełniają się często znienacka, choć niektórzy twierdzą, że marzeniom trzeba pomóc się spłenić. Jedno moje marzenie, bardzo genetyczne, właśnie zaczęło się spełniać.
Mój genom wyruszł w drogę 😀 😎👍
Kilka dni temu padła propozycja sekwencjonowania mojego genomu, dla dobra nauki, a ja pomyślałam, że to żart. Kiedy jednak przeczytałam o tym ponownie w jakimś kolejnym mailu, wiedziałam już, że to się dzieje naprawdę. Kilka drobnych ustaleń*, pobranie krwi** i … i już. Zaczeła się kilkutygodniowa podróż, podczas której mój genom odwiedzi kilka krajów na dwóch kontynentach, zanim wróci do nas, zgrany na dysku twardym, gotowy do zabawy.
Nie mogę się doczekać i z pewnością nie raz jeszcze o tym przeczytacie, a szczególnie zaś o tym, co udało mi się wyczytać z moich genów 😆 Lub, jak mawiają złośliwi, wywróżyć z genów. I od razu zapewniam: nie, nie obawiam się “różnych dziwnych rzeczy”, które mogą się tam czaić. Gdybym miała mieć jakąś poważną chorobę genetyczną, pewnie już bym o tym wiedziała, zważywszy na wiek 😉 👵🧬Może jakieś nowotworki – szacuje się, że co druga żyjąca obecne osoba będzie miała postawioną diagnozę nowotworu w pewnym momencie swojego życia. Znając ryzyko, można zdziałać więcej, bo nic nie zastąpi prewencji. Zatem zyski nadal przewyższają możliwe straty, a ciekawość zwyciężyła.


* “Cześć, masz probówki na EDTA? Super, a pobierzesz mi krew w niedzielę?”
** I to jest straszne, ale dobrze, przyznam się. Nienawidzę pobierania krwi. Prawie tak bardzo, jak wizyt u dentysty. W obu przypadkach zdarza mi się zemdleć, choć z wiekiem coraz rzadziej 😉 Nie mam problemu z pobieraniem krwi innym osobom, a nader chętnie asystuję przy wszelkiego rodzaju interwencjach chirurgicznych czy dowolnych zabiegach. Ale do mnie prosze się nie zbliżać z igłą!  Tutaj jedak ukłon w stronę dzisiejszego pobieracza – master! Ode mnie dostajesz tytuł najlepszego pobieracza krwi ever! <3 💉🎉🏆🥇


 

S01E02: Transport

Zastanawiacie się, co dalej dzieje się z genomem? Mój akurat poleciał sobie fedexem do Korei już prawie dwa tygodnie temu. A wysyłanie materiału biologicznego wcale nie jest takie proste, jak mogłoby sie wydawać, nawet w obliczu daleko posuniętej globalizacji. Po pierwsze, należy ustalić, który przewoźnik/kurier operuje w obu krajach: miejscu wysłania i docelowym. Dotąd najczęściej wygrywał Fedex, i nie chodzi tu wyłącznie o cennik usług. Istnieje cały ogrom dokumentów przewozowych, które należy przygotować wraz z materiałem. Tym, który być może część z Was kojarzy, jest Material Transfer Agreement, MTA – niewielki, jednostronnicowy (zazwyczaj) papier, który musi być podpisany przez odpowiednie osoby z obu instytucji (wysyłającej i przyjmującej materiał).

Ponadto duża część krajów, szczególnie tych spoza EU, wymaga specyficznych, dodatkowych ustaleń, procedur, dokumentów, pisemnych zgód itp. A to wszystko i tak może okazać się niewystarczające i materiał może utknąć na granicy, bo cośtam. I tego cośtam nie przewidzicie 😉
A co wtedy z matriałem? Materiał nadaje się najczęściej do wyrzucenia, jeśli utknie na granicy na dłużej niż 24-48h. Jest przecież przesyłany w specjalnych, styropianowych pudełkach, wypełnionych suchym lodem i coolerami, które stopniowo tracą pożądaną temperaturę – ogrzewają się, po prostu. To bywa walka z czasem! Jeśli materiał utknie, a celnicy mają jakieś wątpliwości, każda godzina się liczy. A oni często pracują do 15stej, mają wolne, spychają zadanie na kogoś innego. Szczególnie w krajach azjatyckich i afrykańskich przesyłanie materiału bywa “bolesne”.

Na koniec jeszcze słowo o tym, dlaczego mój genom poleciał akurat do Korei; część z Was słusznie zauważy, że sekwencjonowanie można wykonać w Polsce. Można, oczywiście, ale koszty byłyby znacznie wyższe. Wynika to m.in. z ilości wykonywanych sekwencjonowań, a co się z tym wiąże – również z wykorzystywanego sprzętu. Nie każdy sekwenator można użyć do sekwencjonowania całego genomu, a nawet, jeśli byśmy się uparli i próbowali to zrobić na sprzęcie przeznaczonym do sekwencjonowania mniejszych kawałków (np. pojedynczych genów), trwałoby to bardzo długo, koszty byłyby wysokie, a jakość uzyskanego wyniku niekoniecznie taka, jakiej byśmy sobie życzyli. Na całym świecie powstają tzw. farmy sekwencjonowania i obliczeniowe, dedykowane właśnie WGS i WES, najbardziej znane i jedne z pierwszych znajdują się w Chinach i Korei.

Zmieniają się przepisy i być może niebawem żadne dane wrażliwe ani materiał genetyczny nie będzie opuszczał EU, o ile nie będzie specjalnych powodów dla takiego transferu np. współpraca naukowa. Zatem genomy Europejczyków będą sekwencjonowane wyłącznie w obrębie EU. Czy to oznacza, że genomy polskie będą sekwencjonowane wyłącznie w Polsce? Oczywiście, że nie, bo wciąż dominującym czynnikiem pozostaje aspekt finansowy. Duże firmy wyspecjalizowane w sekwencjonowaniu genomów robią to masowo, a przez to koszty procesu spadają. Co innego z analizą – cała obróbka bioinformatyczna, a przede wszystkim dokładna analiza i interpretacja uzyskanych danych, są i będą wykonywane w Europie, a nawet w kraju nad Wisłą.


S01E03: Niepokój i geny ryzyka

Oczekiwanie na zdigitalizowaną wersję własnego genomu wiąże się z okazjonalnym niepokojem. Osoba obeznana z genetyką, a szczególnie kobieta i szczególnie taka, która ma dzieci, jest wyjątkowo świadoma, jakie implikacje może nieść znalezienie pewnych wariantów patogennych. A dlaczego płeć ma znaczenie? Ponieważ najczęstszymi w populacji wariantami, niosącymi predyspozycje genetyczne do nowotworzenia, są warianty w genach BRCA1 i 2.  Są one powiązane z poważnymi implikacjami zdrowotnymi.

Z sekwencjonowaniem genomu bez wskazań medycznych (np. guz) nie ma żartów. Choć nachalne reklamy w internecie zachęcają do skorzystania z super ofert, lepiej tego nie robić. Jeżeli rodzice dzieci mają zsekwencjonowane genomy, i wiedzą, co czai się w ich genach, może pojawić się obawa, że pewne choroby późnego początku (lub utajone) zostały od nich odziedziczone w formie homozygotycznej. Do takich chorób należą na przykład niedobory enzymów, powodujące łagodne formy zaburzeń metabolicznych. Łagodnych, bo niedających żadnych objawów do momentu tzw. dekompensacji, czyli nagłego załamania stanu zdrowia, spowodowanego np. infekcją. Albo inna sprawa: może okazać się, że partnerzy mają bardzo duży poziom podobieństwa genetycznego, niechybnie wskazując, że są oni nieznanymi sobie wcześniej bliskimi krewnymi…

Gdy otrzymałam sekwencję swojego genomu, wstrzymałam mocno oddech. Za wiele wiem, po co ja w ogóle robiłam ten genom?! A tak, z ciekawości, z chęci edukacji na własnym materiale, z chęci oddania mojego genomu do ważnego projektu naukowego…

Po kilku kliknięciach, które spośród moich ponad 6 mln wariantów odsiały te o łagodnym charakterze, pozostało jedynie kilka takich, którym przyznana była wysoka ranga istotności klinicznej. Zamarłam. Mam warianty istotne klinicznie! Wdech, wydech, wdech wydech. Wszyscy je mamy, tylko spokojnie. Wśród wariantów nosicielskich, które w układzie homozygotycznym nie powodowały u mnie choroby, znalazł się wariant predyspozycji do nowotworów. Takie warianty już u nosicieli pojedynczego allelu potrafią narobić szkody. Geny predyspozycji do nowotworów kodują zwykle białka naprawiające nasze DNA, więc każda szkodliwa zmiana w ich obrębie skutkuje gorszą naprawą naszego genomu, a więc jeszcze więcej mutacji, co może prowadzić do rozwoju nowotworu. A ja mam taką zmianę w każdej komórce mojego ciała. Gdy oddycham, trawię, gdy smaga mnie wiatr i opala słońce – moje DNA jest uszkadzane dziesiątki tysięcy razy dziennie. A moje komórki nieco gorzej niż u wielu ludzi radzą sobie z naprawą tych uszkodzeń. Fatalna świadomość.

Zanim zdecyduję się na kolor urny, sprawdzę jednak kilka innych szczegółów – jestem genetykiem, do cholery! Przecież jeden wariant nie czyni raka. Klikam dalej w ten mój genom, w te zawiłe tabelki wyświetlające się na ekranie. I bardzo szybko okazuje się, że mój patogenny wariant dotyczy genu tzw. ścieżki BER, czyli wycinania zasad nukleotydowych. Enzym kodowany przez uszkodzony u mnie gen jest bardzo wydajny, a wada w jednej kopii (czyli taka, jak u mnie) nie jest dużym handicapem. O rany, co za ulga! Przypominam sobie kolejne elementy z podręczników: powoduje maksymalnie o 2-3 punkty procentowe wzrost ryzyka raka okrężnicy. Niby niewiele, ale jednak mam nieco wyższe ryzyko zachorowania na dość niefajny nowotwór. Nie to, żeby którykolwiek był fajny w ogóle. Czy mogę coś z tym zrobić? Zapisuję swój wynik na kartce i dzwonię: lekarz genetyk to jest właśnie ten adres, od który teraz powinnam się udać. Właśnie dlatego, że sama zajmuję się zawodowo genetyką, nie mam prawa sama sobie udzielać porad. Ani rodzinie.

Uzyskałam pokrzepiającą i fachową poradę genetyczną u koleżanki, specjalistki genetyczki klinicznej, a brzmiała ona… „mało stresu, dużo ruchu, jedz warzywa i owoce. Nie pal, nie pij i nie szalej z opalaniem”. I co, już? To przecież truizmy, nieprawdaż? Wyśmiała mnie. Truizmy. Ale spróbuj je stosować przez całe życie! Prawda jest taka, że każdy z nas może zredukować swoje ryzyko zachorowania na większość nowotworów bez względu na to, co czai się w naszym genomie. Oczywiście zalecenia obejmują także wykonywanie odpowiednich badań wczesnego wykrywania: i tak za radą genetyczki postanowiłam wykonać kolonoskopię o kilka lat wcześniej, niż jest to zalecane. Tak na wszelki wypadek.


s01e04  Nie cierpię kolendry !!!

Spróbujcie kiedyś zjeść mydło. Paskudne, nie da się! – prawda? A jednak tysiące ludzi na całym świecie musi to mydło czasem jeść, bo jest dodawane do coraz większej ilości potraw. Nawet takich, które do tej pory nie zawierały tego dziwacznego składnika, jak np. zupa pomidorowa.

O co chodzi? Chodzi o kolendrę. Tą zieloną część, przypominającą natkę pietruszki.

Jak to! Przecież to niezwykle smaczne warzywo, fantastyczna zielenina, dodająca wyrafinowanego smaku potrawom. Zazwyczaj. Okazuje się, że odczuwanie smaku kolendry jako przyjemnego lub okropnego (podobnego do mydła!) zawdzięczamy naszym genom. Szczególnie pewne warianty genu OR6A2 sprawiają, że nawet kilka listków kolendry w potrawie zmieni jej smak w mydlane popłuczyny. Zastanówcie się dobrze, nim znowu wsypiecie kolendry do jedzenia. Może ktoś z przyjaciół jest nosicielem tego wariantu genu i po zjedzeniu potrawy pobiegnie szukać muszli klozetowej…? 😉

To zresztą nie jedyny wariant, który wpływa na nasze odczuwanie smaku pewnych substancji. Jest taka fajna zabawa, którą czasem rozbawiamy studentów, uczniów, uczestników festiwali naukowych, a nawet samych siebie. Dajemy do spróbowania substancji o enigmatycznym skrócie “PTC”. Efekt jest taki, że na festiwalu nauki w grupie dzieciaków niektóre zaczynają się kłócić pomiędzy sobą o to, czy czasem nie robimy ich w konia, dając do spróbowania czystej wody. A inne wykrzywiają się w niesmaku. Zapytajcie swoich znajomych, czy lubią brukselkę? A brokuły? A kolendrę? A oliwki?

Tak, tak. To wszystko wina/zasługa naszych genów.

To jeszcze trochę o brukselce. Jest taki gen, TAS2R38, którego warianty wpływają na odczuwanie smaku związku fenylotiokarbamid (phenylthiocarbamide, PTC, lub fenylotiomocznik, PTU) jako gorzkiego. A dla niektórych ludzi pozostaje on zupełnie bez smaku, niczym czysta woda. To własnie dlatego niektórzy bardzo lubią warzywa, takie jak brukselka, a inni po prostu nienawidzą jej smaku.

 

P.S. Linki dla ciekawych:

https://www.nature.com/news/soapy-taste-of-coriander-linked-to-genetic-variants-1.11398

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3139220/Why-coriander-taste-like-SOAP-Genes-smell-bitterness-explain-people-love-hate-herb.html

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2202656/Dont-like-coriander-The-reason-genes-scientists-find.html


s01e05:  To niesamowite p53

Jeśli robiliście już sobie jakieś testy DNA „nowotworowe”, to z całą pewnością jednym z genów sprawdzanych w pierwszej kolejności w panelu był gen TP53, kodujący słynne białko p53. Strażnik genomu. To pierwszy odkryty gen, którego białkowy produkt jest supresorem nowotworów – oznacza to, że potrafi chronić nasze komórki przed transformacją nowotworową. Oczywiście, jeśli palicie lub/i pijecie dużo, to żaden cudowny gen czy suplement z internetu Was nie uratuje. Wracając jednak do p53, działania przeciwnowotworowego białko dokonuje na wiele sposobów, pośrednio i bezpośrednio. Jednym z nich jest działanie antyoksydacyjne – mniej znany mechanizm działania p53.

Szacuje się, że endogenne (czyli takie, które powstają naturalnie w naszych komórkach) wolne rodniki (w literaturze fachowej często okreslane skrótem ROS, od reactive oxygene species) powodują nawet do 20.000 zmian w DNA dziennie, DZIENNIE, w każdej naszej komórce! To naprawdę strasznie dużo. A ile mamy komórek? Tryliony. To jeszcze więcej! No rak murowany…

Na szczęście mamy całkiem sporo mechanizmów naprawczych, które u większości z nas wspaniale działają, a dodatkowo mamy p53, które, pośrednio, wykazuje działanie antyoksydacyjnie. Brzmi dobrze? Dzięki jego działalności wzrasta ekspresja pewnych genów, których produkty, białka, mają bezpośrednie działanie antyoksydacyjne, na przykład: sestryny czy peroksydaza glutationowa.

Inne, zdecydowanie bardziej znane mechanizmy działania p53, to na przykład udział w procesach naprawy DNA, indukowanie apoptozy (czyli programowanej śmierci komórki) czy zatrzymywanie cyklu komórkowego i tym samym blokowanie możliwości podziałów tych komórek, które są „uszkodzone” – a zatem mogłyby stać się potencjalnym początkiem nowotworu. Fajne to p53!


S01e06: Ectopia cordis

Wydawać by się mogło, że z genomu można wyczytać absolutnie wszystko, a medycyna w XXI wieku zna już odpowiedzi na wszystkie pytania. Niestety daleko jesteśmy jeszcze od takiego stanu, zatem dzisiaj przykład wady genetycznej, która wciąż jest genetyczną zagadką.

Ektopia serca, a właściwie ektopowo położone serce, to sytuacja, w której serce znajduje się w nieprawidłowym miejscu. Nawet poza klatką piersiową, dosłownie na zewnątrz ciała. Ectopia cordis. Taki “mały” błąd rozwojowy, prawda? Jednak nie. Pierwszy miesiąc życia przeżywa nie więcej niż 5% noworodków obarczonych tą wadą. Może być wadą izolowaną, ale może być także składową większego zespołu na przykład Cantrella.

To wada w większości przypadków ma podłoże genetyczne, które ciężko jednak wyczytać z genomu – choć w niektórych przypadkach jest to możliwe. Analiza genomu daje bowiem wgląd nie tylko w mutacje pojedynczych genów, ale również wszelkiego rodzaju rearanżacje czy nieprawidłowości dotyczące całych segmentów chromosomów. Zaobserwowano na przykład związek z aberracjami regionu Xq25-q26.1, ale opisywane są również przypadki ectopia cordis związane z Zespołem Edwardsa czy Zespołem Turnera (który zazwyczaj nie ma tak dramatycznego przebiegu).

Jeśli interesuje was zagadnienie, tutaj artykuł sprzed dziesięciu lat: opisuje historię pana (Christopher Wall), który urodził się z tą wadą i znalazł się w Księdze Rekordów Guinessa, bo dzięki licznym interwencjom chirurgicznym pobił rekord przeżycia.

https://singularityhub.com/…/man-born-with-heart-outside-c…/


 

Wktórce kolejne części, stay tuned!

Podziel się: