«Набір генів в організмі конкретної людини однаковий і незмінний», – патофізіолог Василь Нагібін

«Набір генів в організмі конкретної людини однаковий і незмінний», – патофізіолог Василь Нагібін

Які дві групи чинників впливають на зародження та перебіг захворювань? З якої причини одні й ті ж умови зовнішнього середовища по-різному впливають на здоров’я людей? Що таке некодувальні РНК та які перспективи їхнього використання в біохакінгу? На ці й інші запитання в інтерв’ю для Biohacking Conference Kyiv 2020 розповів фахівець із патофізіології Василь Нагібін.

Василь – кандидат медичних наук. Старший науковий співробітник відділу загальної та молекулярної патофізіології Інституту фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України.

Докладніше про роль генів у розвитку захворювань, проблеми генної терапії та особливості некодувальних РНК – далі в інтерв’ю.

Інтерв’юер: Biohacking Conference Kyiv (BCK)

Респондент: Василь Нагібін (В. Н.)


BCK: Які чинники впливають на появу та розвиток захворювань? Чи можна їх повністю усунути та чому?

В. Н.: На появу та розвиток будь-якого захворювання впливають дві основні групи чинників: фактори зовнішнього середовища й особливості людини (генетичні та набуті), які формують її схильність до тих чи інших захворювань. Через це всі захворювання можна розділити на дві умовні групи: ті, де переважають чинники зовнішнього середовища (травми, інфекції), і ті, де переважають особливості людини (спадкові патології). Між цими двома групами перебувають ті захворювання, очевидної причини яких, на перший погляд, не видно. Проте вони найпоширеніші та забирають на себе левову частку ресурсів людства: цукровий діабет, гіпертонія, атеросклероз, алкоголізм, розлади психіки, пухлини, аутоімунні захворювання.

Досвід і логіка підказують, що повне усунення з ужитку вуглеводів чи вина навряд чи допоможе остаточно побороти цукровий діабет та алкоголізм. Так само як і в боротьбі з інфекціями, дуже ефективною виявилася вакцинація, а не тільки просте знищення бактерій та їхніх переносників.

Комусь очевидним видається те, що багатьох потенційно небезпечних чинників зовнішнього середовища можна успішно уникати. Але комусь іншому з тією ж переконливістю здається правильним факт, що людина вже такою народилася. Важливим є також і те, що певні особливості індивіда не завжди вроджені. Вони формуються під впливом зовнішнього середовища так само, як і середовище, наприклад, людина формує коло спілкування під себе залежно від генетично визначених потреб.

Таким чином, будь-яке захворювання – це тісно переплетена, динамічна сукупність безлічі чинників обох груп. Боротися з хворобами, усуваючи якийсь один чинник, – шлях невдалий.


BCK: Що вважається основою людського здоров’я?

В. Н.: Основою здоров’я людини та її здібностей підтримувати це здоров’я є діапазон і ступінь прояву реакцій на зовнішні чинники. Набір цих реакцій однаковий у всіх: від загальнобіологічних реакцій (типові патологічні процеси) до суто людських (зміни вищої нервової діяльності).

Нежива природа не має реакцій і, як наслідок, не може хворіти. Усі реакції так чи інакше реалізуються завдяки складній взаємодії різноманітних хімічних речовин, передусім білків, інформація про які зберігається в наших генах.


BCK: Як гени впливають на здоров’я людини та її здібності?

В. Н.: Набір генів в організмі конкретної людини однаковий і незмінний. Однак у популяції людей генів, що відповідають за один і той же білок (ознаку, властивість, реакцію), багато, і завдяки їхній комбінації кожна людина є неповторною, хоча й має всі властивості людини. Завдяки цьому розмаїттю стандартні та типові реакції людей на чинники зовнішнього середовища в кожної людини мають різну силу виразності, швидкість розвитку, діапазон прояву й інші особливості. Через цю комбінаторику кожна людина має властивості, що дають їй вигоду в одних зовнішніх умовах, але приводять її до захворювання в інших. З цієї причини те, що не є небезпечним для одного, є отрутою для іншого.

Якщо не брати до уваги генетичні захворювання в чистому вигляді (спадкові аномалії), то здоров’я – це набір реакцій на зовнішні чинники, які є адекватними для цього середовища за силою, швидкістю та пластичністю. Вони володіють достатнім запасом міцності для адаптації до широкого діапазону змін середовища. Якщо якась реакція виявляється слабкою чи надмірною в певних умовах, то вона може призвести до розвитку захворювання. В інших умовах вона не проявляється болісно, і тоді можна говорити про спадкову схильність.

У випадку з такою схильністю, як і у випадку з будь-якою генетично зумовленою ознакою, можна говорити не тільки про її наявність, а і про її розвиненість (тренованість). У процесі життя реакції розвиваються чи, навпаки, деградують під впливом усе тих же чинників зовнішнього середовища, способу життя, оточення тощо. Спосіб життя та оточення, а, отже, і чинники зовнішнього середовища можуть змінюватися людиною під час пошуку комфортних умов життя, які відповідають її потребам. І так по колу. Тобто цей процес динамічний і, як правило, веде до зменшення функціонального навантаження на одні системи та практично максимального навантаження на інші.

Гени формують наявність у людини всіх необхідних для існування реакцій, їхню функціональну широту, здатність змінюватися (пластичність) і різний ступінь вираженості одних реакцій порівняно з іншими. За межі генів не вистрибнути, а сучасна наука тільки на підході до розроблення методів зміни генів людини в медичних цілях.


BCK: Наскільки перспективна генна терапія? Які захворювання можна лікувати завдяки їй?

В. Н.: З огляду на вищесказане, перспективи генної терапії величезні. Змінюючи гени, ми можемо створити максимально широкий діапазон реакцій людини на чинники зовнішнього середовища, який забезпечить адаптацію до найрізноманітніших умов і не призводитиме до розвитку захворювань в ідеалі в будь-якому прийнятному для життя середовищі.

За допомогою генної терапії можливо буде запобігати тим захворюванням, які найбільш поширені в сучасних цивілізованих країнах – хвороби зі спадковою схильністю. Безумовно, це не захистить, наприклад, від нападу тигра, але така причина захворювань – це випадковий і надмірний за силою чинник зовнішнього середовища. На щастя, він виникає все рідше, особливо, якщо дотримуватися заходів безпеки, правил дорожнього руху й інших.

Певне обмеження на шляху до широкого застосування генної терапії – це складність передбачення зовнішніх умов. Це пов’язано з тим, що переваги існування в одному середовищі можуть бути потенційними загрозами для життя в іншому. Особливо помітно це на прикладі діяльності найбільш пластичних систем нашого організму – центральної нервової та імунної.


BCK: Які проблеми можуть виникати під час використання генотерапії?

В. Н.: Одна з головних проблем генної терапії – неможливість її використання для дорослої людини. У цьому випадку необхідно змінювати послідовність нуклеотидів у всіх клітинах або хоча б у всіх стовбурових клітинах, а це неможливо.

Тому важливою метою сучасної науки є розроблення таких методів впливу на генетичну програму людини, які будуть ефективні і для дорослого сформованого індивідуума. Водночас зникає необхідність вгадування можливих чинників зовнішнього середовища, які траплятимуться людині протягом життя. В ідеалі можна було б змінити реалізацію тієї чи іншої генетично детермінованої функції в одних клітинах, не торкаючись інших, а потім, коли зміняться чинники зовнішнього середовища, повернути все як було.


BCK: Яку роль некодувальні РНК можуть відігравати в розвитку захворювань?

В. Н.: Саме для таких цілей можуть бути використані некодувальні РНК та інші епігенетичні механізми.

Некодувальні РНК – це молекули РНК, які не несуть інформацію про первинну структуру білків, а виконують допоміжні та регуляторні функції. Знання про їхню основну роль тривалий час обмежувалися лише уявленнями про транспортування амінокислот до рибосом під час синтезу нових білків. Пізніше їхнє значення було вивчено під час внутрішньоклітинної відповіді на віруси. Й ось із цього моменту стало очевидним, наскільки потужним інструментом не перероблення генів, а саме точкової регуляції їхньої експресії, можуть бути некодувальні РНК. Одні з них побічно регулюють кількість молекул білка, що утворюються з певного гена в цей момент, інші впливають на саму можливість гена бути зчитаним, треті регулюють кількість інших некодувальних РНК чи ж «вимикають» відразу цілу хромосому.


BCK: У який спосіб некодувальні РНК можуть використовуватися для діагностики, прогнозування та лікування хвороб?

В. Н.: Будь-яка зміна життєдіяльності клітини тягне за собою зміну профілю зчитування генів. Одні почнуть активно експресуватися, інші перестануть. З одних буде зчитано багато молекул білка, а з інших мало. Одні будуть в активному стані тривалий час, інші лише дуже короткий термін. Ці зміни неминуче вплинуть на якісний і кількісний склад внутрішньоклітинних РНК, зокрема на регуляторні некодувальні молекули РНК, які надалі можуть різними механізмами потрапити в позаклітинний простір і біологічні рідини. Там їх можна знайти й оцінити.

Зараз некодувальні РНК крові, сечі, екскрементів уже використовуються для ранньої та високочутливої діагностики онкологічних захворювань – у розробленні методів оцінювання ефективності терапії та прогнозування захворювання.

Окрім чутливості, методи, які ґрунтуються на визначенні некодувальних РНК, зокрема мікроРНК, мають такі переваги: неінвазивність, відносна дешевизна, можливість динамічного спостереження та швидкість змін, що спостерігаються в часі, індивідуалізація прогнозу та практично невичерпний спектр параметрів, які можна контролювати за їхньою допомогою.

Зараз основний недолік цього методу – невивченість і відсутність систематизації всіх некодувальних РНК: їхня кількість воістину вражає, а основні відкриття та роботи із систематизації ще попереду.


BCK: Чи можливо завдяки дієтам, спорту, прийманні БАДів, корекції мікрофлори й іншим біохакерським підходам збільшити тривалість життя?

В. Н.: Безумовно, це можливо. Цей факт очевидний: тривалість людського життя ніколи не була такою довгою, як зараз, попри всі війни та пандемії. І це результат не тільки гігієни, винаходу антибіотиків та еволюції медичних приладів. Це також і наслідок підвищення усвідомленості людей у питаннях особистого здоров’я, свідомої зміни способу життя, корекції раціону та просто уважного ставлення до себе.

Некодувальні РНК – новий і дуже перспективний об’єкт для біохакінгу. Пошук простих і доступних методів впливу на некодувальні РНК може стати (без перебільшення) новою віхою біохакінгу поряд із розумінням важливості дієти чи розумінням можливості корекції звичок.


BCK: Чи можливо досягти безсмертя з біологічної точки зору та чому?

В. Н.: Ні, бо один і той же організм, як і будь-яка матерія, не може існувати вічно. Таке стане можливим, якщо ми навчимося переносити свідомість і досвід з одних біологічних тіл в інші, але це вже не зовсім біологічне безсмертя.


11 листопада Василь виступив на Biohacking Conference Kyiv 2020.

Він розкрив тему «Некодувальний геном: класифікація, особливості та перспективи застосування». 

 

Оцініть цю новину:
(55 голосів, середнє 4.33 із 5.)

Придбати квиток
Підпишіться і дізнайтеся першим про топових спікерів і головні новини конференції