§ 34. Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування

Згадаємо!

• Що таке генні, хромосомні та геномні мутації?

Одним із глобальних напрямів розвитку біології є розуміння людиною своєї природи, особливостей будови та функціонування власного тіла, причин виникнення хвороб і способів їх лікування. З вивченого матеріалу попередніх параграфів ви зрозуміли, що значна кількість захворювань людини має генетичне підґрунтя. Їх вивченням займається медична генетика, основними завданнями якої є визначення механізмів формування патологій, пов'язаних із порушеннями генетичного матеріалу, розроблення та впровадження методів діагностики генетичних хвороб, їх профілактика й лікування (рис. 128).

Класифікація спадкових захворювань людини. Спадкові захворювання людини поділяють на генні та хромосомні. Генні хвороби пов'язані з наявністю патологічного алеля певного гена. Вони можуть успадковуватися за домінантним або рецесивним типом відповідно до законів Менделя. До них належить розглянута раніше серпоподібно-клітинна анемія. Велику групу спадкових захворювань становлять ферментопатії - хвороби, за яких мутації відбуваються в генах, що кодують молекули ферментів. Однією з поширених ферментопатій є фенілкетонурія (один випадок на 10 - 25 тис. народжень), спричинена мутацією в одному з ферментів, необхідних для нормального перетворення амінокислоти фенілаланіну (рис. 129). Як правило, такі патології успадковуються за рецесивним типом: у гетерозиготному організмі функціонування однієї копії нормального алеля забезпечує клітини достатньою кількістю «працездатного» ферменту, і мутантний алель себе не проявляє. Без цього ферменту в людини з фенілкетонурією (яка є рецесивною гомозиготою) накопичується в надмірних кількостях фенілаланін, що утворюється під час перетравлювання білків. Це викликає розлади функціонування нервової системи й відповідне порушення розумового розвитку. Лікування цієї хвороби успішно здійснюється шляхом правильно підібраної дієти з низьким умістом фенілаланіну.

Рис. 128. Завдання медичної генетики

Рис. 129. Схема успадкування фенілкетонурії

Окрему групу становлять генні хвороби, зчеплені зі статтю. Як ви пам'ятаєте, гени, пов'язані з їхнім розвитком, розташовані в Х-хромосомі. До таких захворювань належать розглянута раніше колірна сліпота (дальтонізм), а також гемофілія (пов'язана з нестачею одного з білкових факторів, потрібних для згортання крові) (рис. 130). Закономірності успадкування гемофілії такі ж самі, що й дальтонізму.

Хромосомні хвороби людини пов'язані зі змінами в структурі хромосом або зі змінами хромосомного набору. Синдром котячого крику виникає внаслідок хромосомної мутації, пов'язаної з втратою частини 5-ї хромосоми з відповідними генами. У дитячому віці синдром характеризується характерним плачем, що нагадує нявкання кішки. Іншими симптомами є затримка росту й розвитку, поведінкові розлади, порівняно невеликого розміру голова з широко розставленими очима тощо. Причиною хромосомних хвороб також можуть бути геномні мутації, коли у хворої людини замість нормальної кількості (пари) наявна додаткова хромосома або ж навпаки - однієї не вистачає. Прикладом таких хвороб є описаний раніше синдром Дауна (трисомія по 21-й парі). Відомі й інші трисомії: по 13-й хромосомі (синдром Патау) і 18-й (синдром Едвардса). Описано порушення, пов'язані із наборами статевих хромосом: синдром Клайнфельтера (XXY замість XY), синдром Тернера (Х замість ХХ) та ін. (рис. 131). Лікування хромосомних хвороб нині є неможливим. Медицина може лише пом'якшити прояв негативних симптомів.

Рис. 130. Карта Х-хромосоми людини з локусами генів, пов'язаних з деякими хворобами

Рис. 131. Помилки при розходженні хромосом під час мейозу в чоловіка можуть бути причиною синдромів Клайнфельтера й Тернера

Медико-генетичне консультування. Оскільки причиною спадкових хвороб є порушення в структурі генетичного матеріалу, повне вилікування їх поки що неможливе. Тому потрібно якомога раніше діагностувати патологію й починати профілактичні та корегувальні заходи. Одним зі шляхів профілактики розвитку спадкових хвороб є медико-генетичне консультування подружньої пари, яка хоче мати дитину (рис. 132). В ідеальній ситуації за такою консультацією повинні звертатися всі майбутні батьки. Проте серйозними приводами для звернення є випадки хвороб у їхніх родинах, близькоспоріднений шлюб, вплив шкідливих чинників (наприклад, на виробництві) на організм майбутньої матері. У процесі медико-генетичного консультування на основі інформації про стан здоров'я подружжя та їхніх родичів будується родовід, визначаються генотипи майбутніх батьків і надається прогноз щодо ймовірності народження дитини з певними спадковими захворюваннями. Якщо ймовірність є досить високою, подружжя може прийняти рішення відмовитися від народження дитини.

Додаткову інформацію надають сучасні методи молекулярної генетики. Звичайно, читання й аналіз повного геному батьків є надто складним і витратним, тому увага звертається лише на певні ключові гени, пов'язані з найбільш імовірними хворобами. Якщо в обох здорових батьків буде виявлено рецесивну мутацію, то це означатиме, що ймовірність народження в них дитини зі спадковим захворюванням становить 25 % (пригадайте другий закон Менделя). На сьогодні під час вагітності лікарі мають змогу отримати значну кількість інформації про стан здоров'я плода: ультразвукове дослідження допомагає виявляти порушення в його будові; біохімічний аналіз амніотичної рідини, що оточує плід, - виявляти маркери певних захворювань; цитогенетичний аналіз клітин плода, які потрапляють в амніотичну рідину, - виявляти хромосомні порушення, а аналіз виділеної з них ДНК - мутації в ключових для деяких хвороб генів. У разі пренатальної (допологової) діагностики генетичного захворювання лікарки та лікарі можуть запропонувати батькам програму заходів щодо поліпшення стану народженої дитини.

Рис. 132. Медико-генетичне консультування дає змогу уникати ризиків, пов'язаних із спадковими захворюваннями

Аналіз генів має сенс не лише в разі вагітності. Наразі є відомості (і обсяг цієї інформації збільшується дуже швидко) щодо зв'язків певних алелів з імовірністю розвитку деяких захворювань. Наприклад, мутації генів BRCA1 та BRCA2 суттєво збільшують ризик розвитку в жінки раку молочної залози та яєчників. У разі виявлення мутантного алеля (їх відомо понад 500) пропонується програма профілактичних заходів. Також відомі гени, мутації яких збільшують ризик розвитку цукрового діабету. Носії таких алелів повинні дотримуватися відповідної дієти.

Перспективи лікування спадкових захворювань. Методи генної терапії, спрямовані на внесення змін до геному пацієнтів і пацієнток зі спадковими хворобами, розробляються з 1980-х років. Існує багато методів, за допомогою яких можна внести потрібну молекулу ДНК в ядра клітин, проте проблема полягає в точності. На сьогоднішній день такі маніпуляції було проведено з понад 2 000 людей. Усі ці спроби є лише етапами тестування методик, а не готовим методом лікування. В останні роки велику надію покладають на нещодавно відкриту ферментативну систему прокаріотів, що називається CRISPR-Cas9 (рис. 133). Особливістю технології, створеної на її основі, є можливість украй точно вирізати заданий фрагмент молекули ДНК й заміняти його на новий. Дослідження щодо генетичної модифікації людських клітин, незважаючи на їх потенційну важливість для створення лікувальних технологій, мають суттєві законодавчі обмеження. Однак сучасна біологія дає надію на прогрес у цій сфері.

Рис. 133. Принцип роботи системи CRISPR-Cas9 - перспективний інструмент для конструювання методів генної терапії

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

• 1. Назвіть причини спадкових захворювань людини.
• 2. Які наслідки генних і хромосомних захворювань?
• 3. Яке значення має медико-генетичне консультування?
• 4. Які перспективи лікування спадкових захворювань людини?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно