Д-р Теодор Замфиров е управител на дистрибуторска фирма, която представлява лидера в областта на секвенционните технологии - „Илумина". През 2006 година „Илумина" патентова технология, наречена секвениране чрез синтеза. Секвенирането е процес на декодиране на дадена ДНК двойно верижна молекула. Д-р Теодор Замфиров обясни, че разкодирането на човешкия геном е един от най-големите проекти на човечеството в областта на естествените науки. Ето какво още обясни той пред водещия Драгомир Симеонов:
Ние представляваме секвенционния гигант „Илумина" както за България, така и за страните от Балканския полуостров. Секвенционните технологии се базират на едно съчетание от последните постижения на инженерни науки, биоинформатика, софтуерни приложения, както и на биохимия и генетика. Секвениране означава декодиране, разшифроване на генома на даден организъм. Знаете, че ДНК молекулата е открита и описана от Уотсън и Крик в Кеймбридж през 1953 година. Тя се състои от четири букви, които лесно се помнят, ако се сетим за култовия филм „Гатака", т. е. G, A, T и C. Дешифрирането и установяването на точното подреждане на тези букви в ДНК молекулата - точно това се нарича секвениране. Може би знаете, че един от най-големите проекти на човечеството в областта на естествените науки е разкодирането на човешкия геном. Той започва през 1990 година и отнема повече от 13 години, повече от 40 институти в цял свят се занимават с този проект, като за целта се отделят повече от 4 млрд. долара. Проектът приключва през 2003 година, когато при президента Клинтън се връчват 23 огромни тома от разкодирания човешки геном. Защо 23? Защото човешкият организъм се състои от 23 двойки хромозоми, едната половинка ние унаследяваме от майката, другата - от бащата. След този проект се установи, че геномът на човека се състои около 3,3 млрд. от тези букви, които казах преди малко, от които има 25 000 гена. Преди се считаше, че може би са повече от 1 млн., но не, около 25 000 гена са, които кодират повече от 100 000 вида протеини или белтъци, от които в края на краищата е изградено нашето тяло. Т. е. това е едно епохално откритие, което дава огромен тласък на различни науки, в това число и на медицинската генетика, като новите технологии в момента позволяват рязко редуциране на цената и изключителна бързина, като вече за един ден може да се разкодира един такъв човешки геном. Именно тази фирма предлага такъв новогенерационен вид секвенатор.
С какво е полезна тази информация, кодирана в ДНК, и в кои области на живота намира приложение реално?
На първо място в медицината, защото всички нови открития намират пряко приложение в медицината, като отговор на това, че тази наука пряко се грижи, така да се каже, за благополучието на нас, хората. С напредъка на технологиите сега вече е възможно оглеждане на вариации, промени не само в едни единични гени, но десетки, стотици от тях едновременно, като по този начин ние придобиваме представа за генни вариации, как тези вариации оказват своята роля върху развитието на дадено заболяване, като по този начин може да предадем конкретен смисъл в понятията превенция, предразположеност и не на последно място прогноза. С помощта на тези нови технологии в секвенирането и биоинформатичното разчитане на резултатите може да се определи с голяма точност както диагнозата, но и, особено важно, подходяща линия на терапия за всеки един отделен пациент. Приложенията са много - от модерното животновъдство, където примерно се типират определени стада с полезни качества. Ако вие сте фермер и искате да си създадете ферма, вие купувате определена порода животно именно с такъв генетичен сертификат, където се удостоверява, че това животно принадлежи към тази група. Или ако сте кинолог, за вас е изключително важно, че точно това малко кученце принадлежи на тази порода. Също е възможно това нещо да удостовери с тази генна информация. Тези технологии също се използват в момента и в модерната област на биогоривата, защото целта е да се открият онези гени, които кодират специално ензими, позволяващи да се смила целулозата и да се отделят максимално количество въглеводороди. И в други области - например секвениране на редки растения. Ще дам пример с един апарат от най-ново поколение, който ще бъде наличен в групата по молекулярна биология в Пловдивския университет „Паисий Хилендарски", където ще секвенират редки растения с необичайни свойства.
Какви са конкретните медицински приложения на технологията?
Тези нови геномни технологии на практика позволяват бързо сравнение на ДНК на даден пациент към обичайната структура или нормалната структура на ДНК. Това позволява на специалистите да отделят генетични вариации, които се срещат в дадено заболяване и такива, които не се срещат при това заболяване. Практически такива изследвания се правят, за да се видят мутации в определени гени, които са отговорни за развитието на различни заболявания, в това число фамилен карцином на гърдата. Установявайки такива промени в дадения индивид, още преди да се е развила болестта, могат да се приложат набор от превантивни лечебни мероприятия. Други учени пък потвърдиха значението на определени генни вариации при усвояването на определени лекарства. Това е особено важно и е нова сфера, т. нар. фармакогеномика. Например аз имам записки с примери, които са поставени от работната група по човешка генетика, която е създадена по искане на британския парламент с оглед тяхната програма 2020 в областта на медицината и новите технологии. Трябва да се знае, че лекарството херцептин, което се прилага при карцином на гърдата, то действа единствено и само когато има промени в един ген, наречен ERBB2, който се намира в дългото рамо на хромозома 17. В публичното здравеопазване тези технологии позволяват да се установят точните генетични варианти на бактериални инфекции, например туберкулозата. Това ни позволява бързо да установим какво е огнището, дали има промяна на бактерия, която да кодира някаква резистентност към определен вид антибиотик, или пък как се е разпространило, така че да се засили епидемичният контрол и да се ограничи разпространението на заболяването. При обичайни заболявания, например при диабет, ако вие и аз имаме хроничен диабет, то генната вариация, която е предизвикала при вас или има отношение към това заболяване, може да е различна от моята, така имаме две групи на едно и също обичайно заболяване. Ако едни лекарства действат на вас, то не е задължително да действат при мен. Особено, искам тук да подчертая този пример, който пак взимам от този доклад (тук бързам да благодаря много на проф. Иво Кременски, който ми го изпрати), това е доклад, изпратен от преди месец, така че съвсем пресни са данните: един от трима пациенти с астма, ако има промяна в даден ген, не се повлиява от тези помпички, кортикостероиди се наричат, то просто там не действа. Ето защо тази генетика ни позволява да разберем и да дадем точното лекарство в точното време при точната дозировка. Има и други примери - за остра лимфобластна левкемия, където задължително се определя субтипът на левкемията, защото пак едни лекарства действат по-добре от други.
Как генетичната информация, придобита в конкретен случай при конкретен пациент, би имала значение за неговото семейство? Може ли да се очаква, че ако човек е развил дадено заболяване заради определени мутации, то това би имало значение, че такава мутация се среща и при неговите деца например?
Генетичното тестване представлява една от най-висшите форми на приложение на високите технологии в медицинската практика. При установяване на носителство на даден генен дефект при даден индивид, който води до проява на дадено заболяване, от съществено значение е изследване на семейството и роднините за носителство на даден генен дефект. Тук искам да се позова на един пример от този доклад: 31-годишна здрава жена умира ненадейно в съня си, назначена е аутопсия. Токсикологичните и патологоанатомичните изследвания не установяват видима причина за смъртта. При което се насочват към т, нар. Синдром на внезапната сърдечна смърт. На днешен етап този синдром се асоциира с определени генни изменения. Клинично се прави ЕКГ, тук е направено ЕКГ и на трите й деца, при две от тях се вижда удължен QT интервал, който е част от синдром на забавяне на проводимостта на импулса. При назначените генетични изследвания и на трите деца, при две от тях се установява мутация на определен ген, в случая KCNH ген, както и при починалата майка. Това позволява на децата да бъде направено специфично лечение, за да се избегне в бъдеще подобно фатално развитие. При сестрата на починалата, както и при нейните деца, също е проведени генетично изследване. При някои от тях има изменение в ЕКГ картината, при други има изменение в мутацията, но няма изменение в ЕКГ картината, което означава, че и на тях трябва да се приложи такава превантивна мярка. От този случай се разбира следното: Първо, каква е точната причина за смъртта на жената. Второ, установени са и други носители във фамилията. Трето, установен е риск от евентуално прехвърляне на мутацията в поколенията. Четвърто, установено е кои от роднините не са засегнати от тази мутация.
Какво е приложението на тези методи при разкриване на генетични аномалии при плода на бременни жени над определена възраст, при които рискът от раждане на дете с генни аномалии е по-висок?
Това е т. нар. пренатален скрининг. В нашата страна рутинно се прилага изследване за Синдрома на Даун, както, разбира се, за други генетични заболявания, при жени с повишен риск. Целта е дългосрочно да се елиминират тези заболявания в бъдеще, които са асоциирани с генни дефекти. За скрининга на Синдрома на Даун се прилагат съчетани тестове между определяне на количеството на някои биохимични маркери в кръвта на майката плюс ултразвуково оглеждане на плода. По този начин не се поставя диагноза, а само се определя каква е степента на риска. За да се постави диагноза, се прибягва до амниоцентеза.
