Farmakoģenētikas pētījums - ieguldījums diabēta ārstēšanā

Otrā tipa diabēts ir pasaulē plaši izplatīta hroniska saslimšana, Latvijā  ir vairāk nekā 60 000 cilvēku ar diagnosticētu cukura diabēta slimību. Metformīns ir viens no visbiežāk lietotajiem medikamentiem otrā tipa diabēta primārajā terapijā, kad pacientam atklāj slimību. Tam ir daudz pozitīvu īpašību – tas regulē cukura līmeni asinīs, samazina svaru, aizsargā sirds un asinsvadu sistēmu, kā arī beta šūnas.

Dr.Biol. Jānis Kloviņš, projekta vadītājs:

Metformīns ir arī viens no lētākajiem diabēta medikamentiem. Neskatoties uz vispārējo metformīna pozitīvo iedarbību, tas uzrāda būtiskas atšķirības terapijas efektivitātē, respektīvi, apmēram 10 % metformīna lietotāju izpaužas dažādi blakusefekti – caureja, vemšana un sāpes. Daļa pacientu ir spiesti pārtraukt medikamenta lietošanu. Blakņu biežās sastopamības dēļ ir būtiski izpētīt, vai ir iespējams prognozēt metformīna terapijas panesamību pacientiem pirms terapijas uzsākšanas. Tādēļ Latvijas Biomedicīnas un Studiju centrs laika posmā no 2009. gada novembra līdz 2010. gada oktobra beigām EEZ Akadēmisko pētījumu programmas ietvaros īstenoja projektu „Farmakoģenētisko marķieru noteikšana metformīna efektivitātes un blakusefektu prognostikai otrā tipa diabēta terapijā”.

Ikviena cilvēka organisms ir unikāls, tādēļ uz katru dažādi medikamenti un ārstniecības metodes iedarbojas atšķirīgi. Viens no personalizētās medicīnas mērķiem ir ar ģenētisku vai bioķīmisku testu palīdzību vēl pirms ārstēšanas noteikt, vai kāds medikaments pacientam neradīs nevēlamas blaknes, kā arī noteikt viņam optimālo medikamentu devu. Līdz šim to nosaka ar kļūdu un mēģinājumu metodi, kas aizņem vairāk laika, naudas un izraisa pacientam neērtības, kā arī var apdraudēt viņa dzīvību un veselību nevēlamu blakus parādību gadījumā.

Gada laikā šādu projektu bez iepriekšējām iestrādnēm nav iespējams realizēt. Pētījuma veiksmīga īstenošana bija iespējama, pateicoties pieredzei, kas iegūta iepriekšējo ERAF lietišķo pētījumu projektos un ilggadējai sadarbībai ar Paula Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas (PSKUS) endokrinoloģijas centra vadītāju profesoru Valdi Pīrāgu. Pētījums ir loģisks turpinājums Valsts iedzīvotāju genoma datu bāzes iesāktajam darbam multifaktoriālo slimību ģenētikas izpētes jomā. Pašlaik plaši lietotajam antidiabētiskajam medikamentam metformīnam līdz šim nav pētīta terapijas biežo blakusparādību farmakoģenētika. Šis projekts ir viens no pirmajiem farmakoģenētikas pētījumiem, kas līdz šim ir veikti Latvijā.

Pētījuma norise

Pētījuma laikā plānojām noskaidrot, vai kāda no gēna mutācijām izraisa nepanesamību. Mēs nekādā veidā neiejaucāmies pacientu ārstēšanas procesā. Lai veiktu pētījumu, mums bija nepieciešami pētījuma objekti – pacienti, kam ir nepanesamība pret metformīnu. Sadarbībā ar PSKUS ārstiem mēs atlasījām 82 pacientus. Sadarbībā ar Valsts iedzīvotāju genoma datu bāzi (VIGDB), kurā ir uzkrāta informācija par daudzām slimībām, tostarp par apmēram 2000 diabēta slimniekiem, izveidojām kontrolgrupu 236 cilvēku sastāvā, kas labi panes metformīna terapiju. Pacientu dalība pētījumā bija brīvprātīga un anonīma.

Pacients metformīnu uzņem kā tableti. Lai tas iedarbotos, ir nepieciešams, lai metformīns nonāktu aknās caur gremošanas un asinsrites sistēmām. Jau kādu laiku ir zināmi četri gēni, kas atbild par tiem proteīniem, kas transportē metformīnu no asinīm uz aknām, kā arī nodrošina metformīna izdali nierēs. Ja gēnos ir mutācijas, kas spēj ietekmēt tansporta proteīnu darbību, tad medikaments nonāk aknās izmainītā daudzumā un tiek sliktāk izvadīts no organisma, un uzkrājoties izraisa blaknes.

Kad mēs pieteicām šo projektu finansējuma saņemšanai, tika atklāts vēl viens jauns gēns, kas kodē transportieri, kas iesaistīts šajā procesā. Minētos atklājumus veica, pārsvarā pētot aziātu rases populāciju. Mūsu pētījuma mērķis bija noskaidrot, kādas ir Latvijas iedzīvotājiem, kā eiropeīdu rases pārstāvjiem, raksturīgās šo gēnu mutācijas, jo tās būtiski atšķiras no citās rasēs sastopamajām.

Lai veiktu pētījumu, mēs izvēlamies jau zināmas mutācijas, kas aprakstītas zinātniskajā literatūrā. Papildus mēs veicām sekvencēšanu, tas ir, izvēlējāmies kādu genoma rajonu un tam detalizēti noskaidrojām nukleotīdu secību jeb genoma kodu. No izvēlētajiem četriem gēniem praktiski pētījām tikai trīs, jo ceturtais izrādījās maz informatīvs.

Galvenie atklājumi

Pētījums atklāja gēnā OCT1 delēciju – neliela posma iztrūkumu, kas sastopama 40% Latvijas iedzīvotāju. Informācija par šo gēna mutāciju bija atrodama zinātniskajās datu bāzēs, bet tās ietekme līdz šim nav bijusi pētīta. Savā pētījumā secinājām, ka cilvēkiem ar šī gēna mutāciju ir daudz lielāka iespējamība saskarties ar nevēlamām blaknēm, lietojot metformīnu.

Otrs svarīgs pētījuma rezultāts ir saistīts ar vienu no diviem jaunatklātajiem gēniem – MATE1. Tajā atklātā mutācija, kas ir sastopama 38% Latvijas iedzīvotāju, nodrošina metformīna daudz efektīvāku iedarbību nekā tiem, kam nav šī gēna mutācijas. Tālākie pētījumi varētu apstiprināt to, ka šiem pacientiem būtu piemērojamas mazākas metformīna devas, lai panāktu vēlamo efektu. 

Lai apstiprinātu secinājumus un tos varētu sekmīgi izmantot ārstēšanā, ir nepieciešami vairākus gadus ilgi un rūpīgi klīniskie pētījumi, kuru rezultāts palīdzētu precīzi novērtēt, kāds efekts ir prognozējams pacientiem ar OCT1 un MATE1 gēna mutācijām. Arī šajā ziņā mums ir paveicies, jo šāds pētījums jau ir uzsākts Valsts pētījumu programmas ietvaros. Tajā mēs varēsim lieliski izmantot EEZ atbalstītajā projektā iegūtos rezultātus.

Dalībnieki

Lielu daļu no projekta vadības man palīdzēja veikt Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes doktorante Linda Tarāsova, kas projekta laikā bija maģistrantūras studente. Par projekta medicīnas daļu atbildīgi bija profesors, Dr. Med. Valdis Pīrāgs un Dr. Med. Liene-Ņikitina Zaķe. Pacientu iesaistīšanu projektā veica ārstes-endokrinoloģes A. Bumbure, K. Geldnere, R. Ritenberga, medmāsa M. Cirse no PSKUS. Projekta ģenētisko pusi īstenoja Msc. Biol. Ilona Mandrika, Bsc. Biol. Linda Tarāsova un Karīna Griņenko.

Projekta rezultāti – drošai terapijas metodes izvēlei

Esam pirmie, kas identificēja ģenētisko variantu asociāciju ar metformīna intoleranci (nepanesamību). Pētījumu rezultātā ir identificēti polimorfismi un izveidots metformīna intolerances ģenētiskās prognostikas tests METFOseq, ar kura palīdzību pirms metformīna terapijas uzsākšanas ir iespējams apzināt pacientus, kuri ir pakļauti paaugstinātam biežāko blakusparādību riskam.

Ģenētiskās prognostikas testa veikšanai ir nepieciešams nodot asins paraugu. Metformīna blakusefektus prognozējošo diagnostikas testu var izmantot Latvijas klīnikās. Balstoties uz testu rezultātiem, ārsti varēs būt daudz drošāki par izvēlēto terapijas metodi. Viņi varēs nozīmēt citu medikamentu pacientiem ar metformīna nepanesamību, kas ļaus izvairīties no nevēlamām blaknēm. Savukārt tiem, kam metformīns ir īpaši efektīvs, varēs nozīmēt mazākas devas un nenozīmēt citus papildus medikamentus, tādējādi pasargājot organismu no papildu slodzes. Izstrādātās metodes tehnoloģiskos aprakstus var izmantot, lai uzsāktu šāda testa komerciālu ražošanu.

Projekta ietvaros Bsc. Biol. Linda Tarāsova aizstāvēja maģistra darbu. Par projekta rezultātiem esam iesnieguši publikāciju starptautiski recenzējamam žurnālam. Kā arī esam prezentējuši starprezultātus mutiskas prezentācijas un stenda referāta „Genetic marquers of intolerance to antidiabetic drug metformin OCT1, OCT2 and MATE1 used for treatment of second type diabetes”  veidā konferencē „The 1st OpenGene workshop of functional genomics and complex phenotypes in the Baltic region” (22.-26.08.2010). 

Ieguldās vairāk nekā plānojuši

EEZ Akadēmisko pētījumu programma mums bija būtisks atbalsts zinātniskā pētījuma veikšanai. Piešķirtie resursi ir izmantoti pacientu iesaistīšanai projektā, nepieciešamajām bioķīmiskajām un ģenētiskajām analīzēm, datu apstrādei un statistiskajai analīzei, kā arī atalgojumam.

Finansējums tam, ko mēs uzņēmāmies paveikt šajā projektā, tomēr bija nepietiekams. Projekta ietvaros mums bija stingri jāatskaitās par stundām, kuras veltītas darbam. Ja mēs uzskaitītu visu laiku, ko reāli veltījām pētījuma veikšanai, tas daudzkārt pārsniegtu projektā paredzēto. Veicot pētījumus, ir grūti nošķirt, ko tieši un cik daudz veic noteiktam projektam, jo zinātnē pētījumi balstās uz iepriekšējiem pētījumiem un tie neapstājas ar projekta noslēgumu. Tāpat mēs izmantojām metodiskās iestrādes, kuras esam attīstījuši iepriekšējos projektos. Galvenā projekta veiksme ir tā saskaņošana ar klīniskajiem pētījumiem, kas norit šajā jomā, un tas nodrošina zinātniskā darba turpinājumu.