Как "взламывают" генетический код казахстанцев

Рассказывает врач-трансфузиолог, заместитель директора Республиканского центра крови Санджар РАИСОВ.

– В ядрах клеток человека 32 хромосомы. Это полимерные белковые спирали ДНК, состоящие из мономеров нуклеотидов (пуриновых оснований – аденина, гуанина, тимина, цитозина). В различных сочетаниях фрагменты ДНК представляют собой материальные носители наследственности животных или растительных организмов, то есть гены, – объясняет Санджар Дулатович. – А на 6-й паре хромосом на коротком плече располагаются так называемые HLA-гены. Это человеческие лейкоцитарные антигены, которые отвечают за тканевую совместимость при трансплантации, приживлении чужеродного органа, а также обеспечивают генетический контроль иммунного ответа организма. Для изучения HLA-генов у нас в центре крови и была открыта вторая в стране лаборатория, которая проводит лабораторное сопровождение трансплантации органов и тканей для пациентов города Алматы и южных регионов страны. Она называется лабораторией иммунологического типирования органов и тканей.

– Что такое типирование?

– Это процесс, в результате которого мы сличаем, сравниваем и определяем вид гена. Например, HLA-гены имеют большое разнообразие в виде аллельных (взаимодополняющих) вариантов гена. Совместимость этих генов исследуют при подборе органов и тканей – при пересадке стволовых клеток, костного мозга, а также при трансплантации почек и других органов. Говоря простым языком, чем больше совпадений по HLA-генам, тем выше вероятность удачного приживления пересаженного органа или ткани в организме пациента. Такие операции позволяют продлить жизнь человека и существенно повысить ее качество. Ну а пересадка костного мозга, которая назначается при гематологических, онкологических или аутоиммунных заболеваниях, для больного это вообще последний шанс на спасение.

– Но процедура забора стволовых клеток может быть опасной для донора?

– Мнение о том, что эти клетки берутся из спинного мозга, одно из часто встречающихся заблуждений, которые мешают людям участвовать в донорстве стволовых клеток. Но оно абсолютно неверно! Спинной мозг – орган центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале. А костный мозг – это мягкая ткань внутренней части кости, в которой находятся стволовые клетки. Для трансплантации используются стволовые клетки либо костного мозга тазовых костей (но не позвоночника), либо стволовые клетки периферической крови. Современные технологии, в том числе в Казахстане, позволяют получать эти клетки из крови. И в целом процедура забора стволовых клеток сейчас напоминает обычное донорство крови. Единственное условие успешного получения – достаточное их количество в крови у донора.

Для этого донор принимает определенные препараты, способствующие выработке этих клеток в периферическую кровь. А затем они восстанавливаются в организме в течение нескольких недель.

Санджар РАИСОВ

Почему все должны знать своих предков до седьмого колена

– Интересно, что HLA-гены ответственны также и за репродуктивные функции человека, – продолжает трансфузиолог. – Когда пара решает завести ребенка, то дает ему свои гены. Но здесь возникает противоположная ситуация – чем они совместимее, тем хуже, то есть выше вероятность невынашиваемости беременности.

Если на генетическом уровне муж и жена похожи, как брат и сестра, то велика вероятность внутриут­робных патологий плода, приводящих к невынашиванию.

Раньше, когда люди еще не знали генетики и HLA-типирования, функцию исключения инцеста (запретная половая связь между ближайшими родственниками, или кровосмешение) выполняли общество и религия. Недаром во многих странах мира существует запрет на близкородственные браки. А у казахов во избежание кровосмешения каждый должен знать своих предков до седьмого колена. Эта проблема очень актуальна, к примеру, для жителей Исландии, где численность народа сейчас не превышает 350 тысяч человек. И если раньше там о дальнем или близком родстве с избранником или избранницей чаще узнавали от родственников, то сейчас во избежание случайных инцестов разработано специальное приложение для современных смартфонов – Islendiga-App. Оно привязано к “Книге исландцев”, в которой подробно расписано генеалогическое древо страны.

При знакомстве парень и девушка прикладывают друг к другу экраны своих смартфонов, и программа показывает совпадения ближайших общих родственников жениха и невесты и предупреждает, если их родство окажется слишком близким.

Исландцам пришлось прибегнуть к такой мере потому, что они являются прямыми потомками небольшой группы викингов, в IХ–Х веках укрывшихся на далеком острове от конфликта с королем Харальдом I, который стремился объединить все племена Норвегии в единое государство. И сейчас в результате прежней многовековой изоляции острова многие его жители являются родственниками. Кровные узы. Для чего нужно знать свою группу крови

Запах мужчины

– В научной литературе есть описания еще двух интересных эпизодов по этой теме, – рассказывает Санджар Раисов. – Однажды был проведен такой эксперимент. У двух групп мужчин и женщин ученые исследовали HLA-гены. Затем мужчин попросили 1–2 дня походить в одной и той же майке, затем эти майки давали нюхать женщинам, чтобы они выбрали наиболее приятный для себя запах. И выяснилось, что женщинам понравился запах тех представителей сильного пола, у которых генетический состав максимально отличался от их собственного.

А HLA-типирование грызунов дало другие интересные подробности. Например, самки мышей выбирали по запаху в отцы своего потомства генетически более непохожих самцов. А после оплодотворения тянулись к своим сородичам, чтобы, как думают ученые, обезопасить свое потомство от угрозы возможного уничтожения. Например, так происходит в львином прайде: новый лев-вожак унич­тожает всех котят, рожденных от предыдущего самца, чтобы склонить самок к новому спариванию. В обоих случаях, по мнению ученых, выбор был сделан на основании HLA-генов, которые входят в состав так называемых феромонов, летучих веществ, “секрета притяжения”, которые выделяются железами внешней секреции.

– Получается, что врач гинеколог-репродуктолог при наличии исследования HLA-генов может определить причину бесплодия пары, если у нее в течение 3–4 лет лечения так и не получается завести ребенка?

– Да, при исключении других факторов, если гены супругов действительно очень похожи, то и последующие попытки зачать, выносить и родить здорового ребенка могут заканчиваться ничем. Тогда специалист может порекомендовать им искусственное оплодотворение или другие способы стать родителями.

HLA-гены подтверждают заболевание

– Нашли ученые и взаимо­связь между заболеваниями и наличием в организме определенных генов, – говорит Санд­жар Раисов. – Например, ревматоидный артрит и болезнь Бехтерева (хроническое воспалительное заболевание позвоночника и суставов) имеют четкую связь с HLA-геном B-27. А целиакия (неусваиваемость глютена, приводящая к серьезным проблемам с пищеварением вследствие повреждения ворсинок тонкой кишки) обусловлена наличием генов HLA-DQ2 и HLA-DQ8. Эта болезнь имеет смешанный аутоимунный, аллергический, наследственный генез. И главная ее проблема в том, что у каждого она начинается по-разному: у кого-то с аллергии, у кого-то с несварения. Из-за неясной симптоматики это заболевание очень трудно диаг­ностировать.

Гастроэнтерологи называют глютенопатию айсбергом, потому что на поверхности можно видеть всего 10–15 процентов проблемы, остальное остается скрытым.

Так вот именно при помощи HLA-типирования гастроэнтеролог может узнать о предрасположенности организма пациента к целиакии и понять, что ему нужна только жесткая диета без глютена, консервативное же лечение не поможет. А ревматолог узнает о склонности больного к артриту или болезни Бехтерева при семейном отягощении. И, таким образом, начнет его лечение раньше, чем процессы в организме станут необратимыми.

Родственники из Мексики

– Как происходит процедура типирования генов?

– Берется пробирка с кровью человека, выделяется ДНК, затем при помощи процесса амплифицирования ДНК фрагментируется, проходит процедуру как бы наращивания, то есть копирования фрагментов спирали, подвергается электролизу и изучается. Существуют определенные протоколы, с которыми сверяются генетики. Но это лишь одна из методик. Есть и другая – молекулярно-генетического секвенирования, по которой в Казахстане за последние несколько лет было открыто 3 новых гена. Сейчас они наряду с другими 10 000 видов генов со всего мира зарегистрированы в международной HLA-номенклатуре.

– А кто открыл эти три новых гена?

– Специалисты Научно-практического центра трансфузиологии Астаны. И в ведущих лабораториях Германии было подтверждено их открытие. Вообще, изучение особенностей генов – очень увлекательная вещь. Например, в моем случае я смотрел свои гены и сравнивал с интернет-базой allelefrequecy.net, созданной королевским Ливерпульским университетом для того, чтобы любой желающий специалист мог смотреть, сравнивать и изучать. Так вот я обнаружил, что частота встречаемости моего набора HLA-генов очень высока среди жителей Малайзии, Португалии и Мексики.

– Это значит, ваши предки откуда-то из тех краев?

– Или предки оттуда, или, наоборот, люди из нашей местности когда-то попали туда. Вполне возможно, потому что Великое переселение народов 100 тысяч лет назад из Африки, проходило через страны Ближнего Востока, Иран, Евразию, Монголию и наш Казахстан. И потом переселение продолжалось дальше через Берингов пролив в Северную и Южную Америку.

Вообще-то говорить, кто от кого произошел, очень сложно. Но когда речь идет о поиске донора стволовых клеток из костного мозга для трансплантации, то вероятность найти донора с таким же набором генов, как у реципиента, всегда гораздо выше в своей популяции, чем в какой-то иной.