S sistemsko medicino do slovenskega genoma

Kako v množici podatkov do pravega presečišča in obravnave po meri posameznega bolnika?

sob, 17.06.2017, 18:00

Razumevanje presnove je ključno za učinkovito diagnozo in zdravljenje bolezni jeter, pa tudi za razumevanje presnove zdravil. Tovrstno znanje je mogoče pridobiti s pristopi sistemske biologije oziroma medicine, kjer se lahko predstavi kompleksnost jetrnih odzivov in njihovih sistemskih posledic v drugih organih. V preglednem članku Obsežni računski modeli presnove jeter: kako daleč od klinične uporabe? v vrhunski reviji Hepatology so raziskovalci ljubljanskih medicinske fakultete in fakultete za računalništvo in informatiko (Tanja Cvitanović, Damjana Rozman, Miha Moškon in Miha Mraz), v sodelovanju z nemškimi kliniki univerze Saarlandes (Matthias C. Reichert, Frank Lammert), predstavili najsodobnejše računske modele, ki opisujejo dinamiko jeter.

Med njimi je tudi v Ljubljani zgrajeni model SteatoNet, ki temelji na objektnem modeliranju in kot prvi popisuje interakcije jeter z okoliškimi organi. Kot pojasnjuje Rozmanova, je model primeren za iskanje bioloških označevalcev – biomarkerjev, omogoča pa tudi »personalizacijo«. Uporaba obsežnih računskih modelov v klinični hepatologiji je trenutno še omejena, vendar ima večina potencialno klinično vrednost, bodisi kot diagnostično sredstvo, za prepoznavanje zdravil ali kot orodje za vodenje posamezniku prilagojenega zdravljenja. Prihodnost presnovnega modeliranja ponuja zanimive priložnosti. Eden od velikopoteznih ciljev je, da bi imeli do leta 2038 sestavljen računski model, ki bi pokrival kar 90 odstotkov človeškega telesa.

Personalizirana, osebna, precizna, posamezniku prilagojena medicina. To je le nekaj najpogostejših opredelitev sodobne, pogenomske medicine, označene kot sistemska medicina. Kaj ta pravzaprav je?

V množici evropskih »eranetov«, mrežnih povezav znanstvenoraziskovalnih, kliničnih in drugih deležnikov, jo simbolizira kratica ERACoSysMed. Njeni predstavniki in gostje so se konec tedna sestali na mednarodni konferenci v Ljubljani.

Sistemska medicina je raziskovalna metodologija, ki povezuje znane interdisciplinarne pristope sistemske biologije s klinično prakso kot tudi s 'skupnostmi' pacientov. Je torej sklop novodobnih pristopov za analizo množice biomedicinskih podatkov, kot podpora klinični medicini, in je kar najbolj usmerjena v individualno zdravljenje.

Kot so pojasnjevali na konferenci v Ljubljani, se tako oblikujejo nova orodja za zdravnike in raziskovalce medicinskih ter naravoslovno-tehničnih ved z namenom, da bo sistemska medicina omogočila bolj natančno, finančno ugodno ter učinkovito diagnozo, prognozo in zdravljenje.

Ni »povprečnega« bolnika

Pristopi sistemske medicine torej pomenijo prvi korak k personalizirani, k posamezniku naravnani medicini. Večina smernic temelji na raziskavah, opravljenih pri mlajših bolnikih, posameznik s svojo boleznijo pa ni »povprečni bolnik«.

»Verjetno je v javnosti bolj znan izraz sistemska biologija, ker izvira iz biološkega sveta. Sistemsko biologijo smo opisovali kot uporabo matematično-informacijskih pristopov, za pomoč pri razumevanju bioloških sistemov. Pri sistemski medicini pa gre za nekaj več, za naslednji korak. Naš cilj namreč ni samo bolje razumeti določene procese v človekovem organizmu. Končni cilji so boljša diagnostika, zdravljenje, prognostika, pri čemer imamo v mislih posamezniku prilagojeno zdravljenje,« pojasnjuje prof. dr. Damjana Rozman, vodja centra za funkcijsko genomiko in inštituta za biokemijo pri ljubljanski medicinski fakulteti. Slednja je namreč vključena v mrežo 22-članskega konzorcija sistemske medicine znanstvenoraziskovalnih in kliničnih institucij ter industrijskih partnerjev iz 11 evropskih držav, ki je privedel tudi do evropskega združenja za sistemsko medicino.

»Vemo, kaj nam je prinesla revolucija v genomskih tehnologijah, ki pa še ni našla dovolj utrjenih poti v klinično prakso. Tako kot lahko spremljamo skokovit napredek mobilnih in informacijskih tehnologij, z enako hitrostjo, morda le nekoliko manj opazno v širši javnosti, napredujejo tehnologije pogenomske dobe. Danes se po svetu sekvencira na stotisoče človeških genomov, vendar o tem premalo govorimo. Predvsem pa se pri nas še premalo zavedamo, da vsi ti podatki o številnih genomih pospešeno spreminjajo medicino, ji prinašajo nove rešitve, sočasno pa tudi veliko novih vprašanj,« pravi prof. Rozmanova.

Nove rešitve, pa tudi nova vprašanja

Kot še omenja, so pomenljive ugotovitve mednarodne ankete o tem, kako strokovna in širša javnost sploh pozna sistemsko medicino, kaj jo zanima, skrbi ... Ugotovili so, da ljudje kar dobro vedo za personalizirano ali precizno medicino, medtem ko sistemsko poznajo bistveno manj. Podpirajo pa njen razvoj, ki se mora začeti z dobrim izobraževanjem.

»O tem smo veliko razpravljali tudi na konferenci v Ljubljani. Ugotavljali smo, da je precejšen razkorak med tem, kako bi želeli uvajati sistematično izobraževanje o sistemski medicini v univerzitetne programe, in dejanskimi možnostmi. Vendar niti v dobro razvitih okoljih ni enotnega pristopa in to poteka še precej stihijsko. Nimamo še oblikovanih enotnih, širše sprejemljivih konceptov in načinov, kako vse to vključiti v izobraževanje in uvajati v klinično delo. Ponekod že imajo nekaj izkušenj z izobraževanjem in uvajanjem sistemske medicine v klinično prakso v posameznih bolnišnicah, drugje manj ali nič ... V celovitem pristopu bi morali povsod dejavno sodelovati tako pristojna ministrstva, finančne agencije, izobraževalne ustanove in drugi.«

Del izbirnih vsebin

»Če se omejim na formalno izobraževanje, naj omenim, da že zdaj izbirne vsebine ponujajo kar precej 'domen' sistemske medicine. Zavedamo se, kako pomembna je za razvoj novodobne medicine, poznamo možne strategije za izobraževanje in uvedbo v prakso. S tem smo kar v vrhu evropskih držav, zlasti če upoštevamo naše skromne finančne možnosti,« meni Damjana Rozman in nadaljuje:

»Glede na naše kadrovske in vse druge zmogljivosti verjetno pri nas ne bi bilo smiselno razvijati samostojnega doktorskega študija sistemske medicine, temveč bomo te vsebine implementirali prek modulov. V izobraževanje bi tako vključili vsebine funkcijske genomike, bioinformatike, modeliranja bioloških procesov in številnih drugih poglavij pogenomskega obdobja in sistemske medicine.«

Medicina, matematika, informatika ...

»Tudi v tujini v glavnem nimajo zaokroženega programa sistemske medicine, temveč so vsebine vključene v različne veje študijskih programov,« pojasnjuje Rozmanova. »Ponekod, na primer v Luksemburgu ali na Irskem, imajo samostojne inštitute za sistemsko medicino in se tak pristop ter opredelitev zrcalita kot most med medicino in matematično-informacijskimi vejami, ki prodirajo v medicino, na poti proti personalizirani medicini. Magistrski študij sistemske medicine je v manjšem obsegu organiziran na eni od univerzi v Washingtonu.«

Sistemska medicina po besedah sogovornice ni vezana na določeno patologijo, kot so rak, bolezni srca in ožilja, temveč gre za sklop pristopov, ki bodo pomagali celostno razumeti kompleksne patologije in njihova skupna stičišča na molekularni ravni, in sicer z raziskovanjem mrežnih povezav in njihovih presekov med različnimi boleznimi.

»Morda iz vseh teh razlag o zbiranju in analizi množice podatkov na prvi pogled ni povsem jasno, kaj to pomeni za posameznega bolnika,« priznava Rozmanova. »Toda z ustreznim izobraževanjem zdravnikov pričakujemo velik napredek pri klinični obravnavi – da bo celostna in bolj po meri posameznega bolnika.«

Bomo nekoč imeli slovenski genom?

»Prav tako bi bilo koristno, da bi celostno obravnavali dovolj veliko število slovenskih bolnikov in imeli ustrezne kontrolne skupine, se pravi nacionalno zbirko podatkov,« poudarja Rozmanova. Ti lahko pokažejo nekatere genske predispozicije.

»Tako kot še v nekaterih državah so na Islandiji že pred časom objavili 'islandski genom'. Sekvencionirali so odstotek prebivalstva, to je 2600 ljudi. Med drugim imajo podatke za vse družine, v katerih je možno dedovanje mutacije gena BRCA2 ali je veliko tveganje za razvoj raka na dojki. Tako lahko že mlade ženske vključijo v preventivne programe in bolezen pravočasno odkrijejo ali jo celo preprečijo. Pri nas sem tudi sama med tistimi, ki zagovarjajo pobudo, da bi morali čim prej imeti – 'slovenski genom',« pravi prof. Damjana Rozman.

Prijavi sovražni govor