ЗАБОЛЕВАНИЯ И СТАРЕНИЕ ОБУСЛОВЛЕНЫ КОМПЛЕКСОМ ФАКТОРОВ,

- Г-н Аракелян, после безвременного ухода из жизни члена-корреспондента НАН РА, профессора Анны Бояджян вы стали директором Института молекулярной биологии. Собираетесь ли вы что-то изменить в тематике исследований института?

- Институт сохранил прежнюю научную направленность, мы продолжим исследования механизмов возникновения и факторов риска, ассоциированных с психиатрическими, сердечно-сосудистыми, аутоиммунными и аутовоспалительными заболеваниями. Особый интерес представляют генетические факторы риска, характерные для армянской популяции. Исследования показали, что, несмотря на сильную схожесть геномных последовательностей у всех людей, существуют определенные отличия, которые в определенной мере ответственны за заболевания и их частоту в тех или иных популяциях.

- Выявлена ли предрасположенность армянской популяции к тем или иным из перечисленных заболеваний?

- Пока об этом говорить рано, у нас исследования этого направления только начинаются, хотя в других странах они ведутся давно и уже получены достаточно серьезные результаты по расшифровке геномов.

- А геномы разных популяций отличаются?

- Гены у всего вида Homo sapiens одинаковые, то есть одинаково их количество и позиции на хромосомах, те белки, которые они кодируют. Но в нуклеотидных последовательностях самих генов возможны отличия, характерные для каждой популяции. Геном какого-то народа – это совокупность таких отличий во всех генах. Это, наверное, наиболее простое объяснение, хотя есть более наукоемкие. Таким образом, не может быть армянского, русского или китайского гена, но есть армянский, русский или китайский геном.

Так ген, который можно назвать армянским, ответствен за развитие периодической болезни, однако это заболевание встречается также у евреев и арабов. Но мутации, которые вызывают периодическую болезнь у армян, отличаются от мутаций у евреев и арабов. И эти отличия играют очень серьезную роль, ими обусловлена предрасположенность популяции к тем или иным заболеваниям и реакции на лекарственные препараты. Так, в США существуют специальные лекарственные препараты, предназначенные именно для афроамериканцев, например, BiDil предназначено для лечения хронической сердечной недостаточности. Строго говоря, разработка этого лекарства не была основана на достижениях геномики, однако сам факт свидетельствует о генетических отличиях в каких-то ферментах, которые позволяют лучше усваивать один вид лекарства и не усваивать другой. Эти отличия распространяются и на восприятие алкоголя. Например, у азиатских популяций очень быстро происходит интоксикация, поскольку фермент, ответственный за метаболизм альдегида, недостаточно активен.

- Разве азиатские народы не употребляют алкогольных напитков?

- Употребляют, но крепость напитков там значительно ниже. А напитки с высоким содержанием спиртов характерны для Европы, а также армян.

- Полученные результаты уже позволяют говорить о предрасположенности армян к тем или иным заболеваниям?

- Делать окончательные выводы пока рано. Но полиморфизмы, связанные с заболеваниями, которые мы изучаем, схожи со свойственными европейским народам - по крайней мере в плане заболеваний это так.

- Какие практические задачи связаны с изучением генома?

- Во-первых, это лечение, профилактика и диагностика заболеваний. Некоторые мутации генов непосредственно связаны с риском онкологических заболеваний. Ген – это участок ДНК, состоящий из нуклеотидов, кодирующий белок или РНК. Генетические тесты направлены на определение замещений или других изменений нуклеотидной последовательности гена, связанных с диагностируемым заболеванием. Тут два подхода. Первый – получение полной последовательности гена либо исследование конкретных позиций в гене, для которых описаны эти изменения. Но у разных популяций за одно и то же заболевание могут быть ответственны разные мутации.

- Но если разные мутации ответственны за один и тот же результат, то и профилактические меры и лечение должны отличаться, а сейчас используются протоколы…

- Поэтому намечается переход к персонифицированной медицине, направленной на лечение человека, а не заболевания. Эффективность лечения во многом зависит от генетической информации. Не все заболевания генетически запрограммированы, но многие являются следствием взаимодействия окружающей среды и генетического фона.

- В вашем институте уже давно ведутся исследования посттравматического стрессового расстройства. Почему в большой группе людей, перенесших одну и ту же стрессовую ситуацию – землетрясение, войну и т.д., - у одних отмечается это расстройство, а у других – нет?

- Наряду с генетическими особенностями, свойственными той или иной популяции, существует и индивидуальная генетическая предрасположенность к тем или иным нарушениям. Посттравматическое стрессовое расстройство считается психическим заболеванием, но наши данные показывают, что в ассоциации с этим заболеванием находится много генов, ответственных за функцию иммунной системы. Не каждый стресс приводит к посттравматическому расстройству, он должен быть достаточно сильным. В нашей истории таких стрессов было достаточно много. Но у конкретного индивида должны отмечаться определенные мутации в генах, чем и обусловлена предрасположенность к этому заболеванию.

- Армянская диаспора возникла очень давно. Существуют ли генетические отличия у армян, проживающих в разных регионах?

- В плане популяционной генетики определенные отличия есть. Но у всех армян отмечается выраженное генетическое сходство. Имеет значение и воздействие окружающей среды. У больных периодической болезнью, уезжающих из Армении, частота приступов резко снижается. Мы планируем проведение этих исследований с Новосибирском и с Ростовом, где есть большие армянские общины.

- Наверное, в вашем институте проводятся и другие исследования?

- Недавно у нас вышла статья в престижном журнале PLOS One. Мы разработали Computel - программу для анализа длины теломер с помощью данных полногеномного секвенирования. Теломеры – это концевые участки хромосом, защищающие их от разрушения. Когда теломеры укорачиваются до определенной длины, клетка прекращает делиться и дает сигнал на самоуничтожение. Это называется клеточным старением, которое напрямую связано со старением организма в целом. Практически любая клетка нашего организма может делиться несколько раз, после чего этот процесс прекращается. Многие исследования показывают, что по длине теломер можно приблизительно рассчитать продолжительность жизни. Длинные теломеры были обнаружены в раковых клетках. Эксперименты показали, что, удлиняя теломеры, можно заставить клетку делиться бесконечно, и в раковых клетках фермент, ответственный за синтез теломер, очень активный. Известно, что стрессовые состояния, негативное воздействие окружающей среды и неправильное питание приводят к укорочению теломер, что может содействовать развитию нейродегенеративных, сердечно-сосудистых и некоторых онкологических заболеваний. Этим и объясняется повышенный интерес к исследованиям теломер во всем мире.

- Наверное, результаты этих исследований изменят подходы к лечению многих заболеваний?

- Конечно, но практически нет заболеваний которые характеризуются одним испорченным механизмом. Даже если заболевание хорошо изучено, мутации известны, можно прогнозировать вероятность заболевания, но болезнь всегда обусловлена целым рядом факторов. Например, как показали исследования, есть такие онкологические заболевания, которые не связаны с состоянием теломер. В то же время известно, что длина теломер связана с возрастом у китайцев, европейцев, американских индейцев, но мы провели исследование у индийцев, и оказалось, что у них длина теломер не коррелирует с возрастом. Мы пользовались данными полногеномного секвенирования проекта, который назывался "Южноазиатский геном". Были проведены исследования у 168 выходцев из Индии, и оказалось, у сикхов теломеры длиннее, чем у христиан, мусульман и индуистов. То есть наши данные показывают, что, возможно, длина теломер связана и с вероисповеданием. Это очень необычно. Но объективное объяснение тоже есть: у сикхов существует строжайший запрет на курение, алкоголь, наркотики и мясо, т.е. все, что не ассоциируется со здоровым образом жизни.

- Существует понятие биологического возраста. Это как-то связано с теломерами?

- В принципе именно теломеры и определяют биологический возраст. То есть в тех популяциях, где длина теломер связана с возрастом, показано, что каждый год мы теряем порядка 14-16 нуклеотидов от конца теломер. В этом аспекте мы планируем провести исследования долгожителей, думаю, будут получены интересные результаты. Будет изучаться, как длина теломер влияет на экспрессию генов, ответственных за смерть клеток и остановку деления.

- Что такое старость? Прекращение деления клеток?

- Это более комплексное явление, в котором замедление деления клеток играет очень важную роль, но нельзя все объяснять состоянием теломер или каким-то другим одним фактором. Поэтому существует понятие системная биология, которая пытается объяснить работу всей биологической системы. Наука знает, что длина теломер связана с прекращением деления клеток, с развитием многих заболеваний, но как работает этот механизм, покажут исследования. Важную роль тут сыграет биоинформатика – применение и разработка математических алгоритмов для решения биологических задач. Эта наука исследует огромный комплекс вопросов, начиная со структуры белка и кончая моделированием клеток и органов.