22. rahvusvahelisel Geenifoorumil tutvustati uusimaid teadustöid CRISPR-tehnoloogiast mikrobioomini

Möödunud nädalal toimus 22. korda rahvusvaheline teaduskonverents Geenifoorum, kus andsid kahe päeva jooksul 21 eksperti Euroopast ja USA-st ülevaate oma viimastest teadustöödest. Muu hulgas räägiti personaalmeditsiini uusimatest arengusuundadest ja vaimse tervise geneetikast.

24. augustil alanud Geenifoorumi peaesineja oli professor Virginijus Šikšnys Vilniuse Ülikoolist, kes rääkis uutest genoomi redigeerimise vahendite arendamisest, mis aitavad uurida inimrakke ja -tervist ning võivad avada uksi tõhusamatele ravimeetoditele ja diagnostilistele vahenditele.

Kokku oli konverentsil seitse teemasessiooni: monogeensete haiguste geneetika, farmakogenoomika, personaalmeditsiin, mikrobioom, ühe raku oomika, vaimne tervis ja populatsioonigeneetika.

Peaesineja professor Virginijus Šikšnys

• Professor Šikšnys rääkis, et CRISPR-geenitehnoloogial on potentsiaal laialdasemaks kliiniliseks rakenduseks ning see on juba kasutuses eksperimentaalsete teraapiatena. Paraku takistavad erinevad tehnilised raskused selle tehnoloogia ohutuks kasutamiseks, mistõttu tuleb uurida erinevaid alternatiivseid lähenemisi.
• Tähtis roll CRISPR-süsteemis on Cas-perekonna valkudel, mille ülesandeks on lõigata DNA-d. Hiljutised uuringud on avardanud arusaama CRISPR-süsteemi mitmekesisusest, identifitseerides sadu uusi Cas-perekonna ortolooge. Saavutamaks tõhusamaid CRISPR-lähenemisi, tuleb neid erinevaid alternatiive paremini tundma õppida.
• Üheks probleemiks Cas-valkude puhul on nende füüsiline suurus, mistõttu tuleb keskenduda väiksemate ja tõhusamate perekonnaliikmete leidmisele. Hiljuti avastatud TnpB perekonnaliige on 3 korda väiksem muudest sageli kasutatud Cas-valkudest ning on võimeline toimima tõhusalt ka inimeste rakkudes. Kusjuures, TnpB kasutab uudset mehhanismi DNA leidmiseks, võimaldades alternatiivseid molekulaarseid lähenemisi.
• Uute genoomiredigeerimisvahendite arendamine aitab kaasa inimrakkude ja -tervise uurimisele ning võib potentsiaalselt avada uksi tõhusamatele ravimeetoditele ja diagnostilistele vahenditele.

Monogeensete haiguste genoomika sessioon

• Dr Monkol Lek tõi välja, et kliinilise geenidiagnostika üheks põhiliseks probleemiks on ebaselge tähendusega geenivariandid. Selle ebaselguse vähendamiseks on välja töötatud laiad funktsionaaluuringud, mis üritavad mõnes geenis korraga mõõta kõikide võimalike geenivariantide toimet, mida seejärel saab aluseks võtta kliinilises diagnostikas.
• Dr Angela Lek tõi esile, et geeniteraapia valdkond on viimastel aastatel meeletu kiirusega arenenud. Kliinilistes uuringutes on üha rohkem geeniteraapia preparaate ja üha rohkem on maailmas patsiente, kes on saanud geeniteraapiast abi. Siiski on oluline mõista, et geeniteraapial võib olla ka olulisi ja väga tõsiseid kõrvaltoimeid ning on väga tähtis kõrvaltoimeid teaduslikult uurida.
• Dr Bjarne Udd rääkis oma ettekandes, et geneetiliste haiguste vallas kirjeldatakse üha rohkem haigusi, mis mõjutavad mitmeid erinevaid organsüsteeme nagu lihaskond, luustik või närvisüsteem. Järjest enam avastatakse ühe geeni ehk monogeensete haiguste kõrval ka di- ja oligogeenseid kombinatsioone, kus mitme erineva geeni muutuste koosmõjul tekivad geneetilised haigused.

Farmakogeneetika sessioon

• Professor Mikko Niemi rõhutas, et statiinid on väga tõhusad ravimid kolesterooli langetamiseks, kui elustiili muutused ei ole selleks piisavad. Professor Niemi töörühm on pikalt uurinud, kuidas inimeste geenid mõjutavad statiinide kontsentratsiooni organismis ja seeläbi ka kõrvaltoimete riski. Üks geenivariant, mille sagedus eurooplaste seas on ligi 15%, mõjutab erinevate statiinide kontsentratsiooni veres erinevas ulatuses, nt simvastatiini puhul esineb selle geenivariandiga indiviididel 2,7x kõrgem ravimi kontsentratsioon veres, atorvastatiini puhul 1,4x ja rosuvastatiini puhul 1,1x. Samuti tõi esineja välja, et Helsingi Ülikooli haigla on alustanud farmakogeneetiliste testide rakendamisega ja tellitavate testide arv on viimase aastaga kahekordistunud.
• Professor Espen Molden Oslo Ülikoolist ja Diakonhjemmet haiglast andis ülevaate sellest, kuidas ravimite kontsentratsioonide mõõtmine peale ravi alustamist aitab tuvastada, kas patsient võtab ravimid nii, nagu arst määras (selgus, et 20% ei võta) ja aitab ka annust korrigeerida, et organismi jääks piisav kogus ravimit, et see saaks mõjuda. Nende haiglas mõõdetakse 60 000 proovi kontsentratsiooni aastas, ligi 15 000 indiviidi on andnud ka nõusoleku nende andmete analüüsiks koos geeniandmetega, mille põhjal on leitud uusi seoseid geenivariantide ja ravimi kontsentratsiooni vahel (veres). Kuna suitsetamine mõjutab ravimite lagundamisega seotud maksaensüümide tööd, on nad leidnud ka suitsetamise ja geenivariantide koosmõju ravimite kontsentratsioonile veres.
• Professor Jesse Swen Leideni Ülikooli Meditsiinikeskusest andis ülevaate mitmeid Euroopa meditsiinikeskusi kaasavast PREPARE (PREemptive Pharmacogenomic testing for Preventing Adverse drug REactions) uuringust, mis hindab, kas farmakogeneetika paneeltestide kasutuselevõtt vähendaks kõrvaltoimeid ja seoses sellega ka kulusid tervishoius. Randomiseeritud uuringu põhitulemusena leiti, et farmakogeneetiline testimise rühmas esines 30% vähem kõrvaltoimeid kui kontrollrühmas.

Personaalmeditsiini sessioon

• Kaasprofessor Andrea Ganna tõi esile, et suuremate komplekshaiguste ülegenoomsed uuringud toovad hästi välja geenide ja haiguste vahelised seosed ja sageli seletavad meile haiguste tekkemehhanisme, kuid need ei ennusta haiguse kulgu, selle raskusastet või kui hästi inimene allub haiguse ravile. 
• Järeldoktor Kadi Lõhmussaar rääkis tuleviku personaalmeditsiini võimalusest kasvatada laboris vähihaige kasvajatest 3D organoid-mudel, mida uurides oleks võimalik aru saada, millised mehhanismid hoiavad kasvajarakke jagunemas, et siis rakendada vastavat personaalset ravi.

Mikrobioomi sessioon

• Professor Karsten Kristiansen andis ülevaate, kui kiiresti meie teadmised on viimastel aastatel täienenud soolestiku mikrobioomi koosluse kohta (näiteks on väga kiiresti tuvastatud ja kirjeldatud uusi bakteritüvesid, erinevaid bakterite poolt kodeeritud geene ning bakterite elutegevusel tekkinud metaboliite jpm). Lisaks tutvustas prof Kristiansen erinevates populatsioonides tehtud uuringuid, kus näidati soole mikrobioomi mõju kaalukaotusele ning seda, et kaalu kaotuse mõju oleneb meie algsest soolestiku mikroobikooslusest. 
• Professor Susanne Brix-Pedersen näitas oma ettekandes, kuidas soolestiku mikrobioom mõjutab immuunsüsteemi väljakujunemist lapse esimestel elukuudel, tuues näiteid oma teadusuuringutest, kus varaste soole mikroobide poolt toodetud spetsiifilised ensüümid reguleerivad immuunrakkude arengut ning immunvastuse väljakujunemist.
• Dotsent Anne Salonen andis ülevaate naise reproduktiivsüsteemi mikrobioomist ning selle mõjust lapse mikrobioomi koosluse väljakujunemisele. Annes Salonen rõhutas, varane bakterite koloniseerimine on pöördumatu sündmus, mis mängib olulist rolli nii varase immuunsüsteemi kui ka muu füsioloogia välja kujunemisel ning millel on elukestvad tervisemõjud.

Vaimse tervise sessioon

• Kaasprofessor Alfonso Buil Demur Kopenhaageni Ülikoolist ja Kopenhaageni Haiglast rääkis Taani registrite kasutamisest psühhiaatriliste häirete ja nende komorbiidsuse uurimisel somaatiliste haigustega. Ettekandes demonstreeriti, kuidas registripõhiste sugupuude andmete abil saab täpsustada haiguste pärilikkust ning hinnata geneetilist riski psühhiaatriliste ja kardiometaboolsete häirete suhtes. Registripõhiste sugupuuandmete teadusliku kasutamise olulisus seisneb täpsemates pärilikkuse hinnangutes, mis aitavad mõista haiguste geneetilist osakaalu erinevates ühiskonna gruppides ning uurida haiguste võimalikke kausaalseid mehhanisme.
• Professor Eivind Ystrømi Oslo ülikoolist käsitles psüühikahäirete riski arvestades põlvkondadevahelise edasikandumise viise. Ta keskendus eelkõige n-ö geneetilisele keskkonnale ja kaudsele geneetilisele mõjule, mille all peetakse silmas seda, kuidas vanemate pärilikud tunnused mõjutavad järglaste omadusi, kujundades vanemate poolt järeltulijatele pakutavat keskkonda. Oma ettekandes kasutas prof Ystrøm vanemad-laps triode geeniandmeid ning tõi näiteid Norra ema, isa ja lapse kohordiuuringust.
• Tänu teaduse ja meditsiini arengule on keskmine eluiga arenenud riikides oluliselt pikenenud. Paradoksaalselt tähendab see aga ka vanusega seonduvate haiguste, näiteks dementsuse, esinemissageduse suurenemist. Dr. Sara Hägg Karolinska Instituudist Rootsis andis oma ettekandes ülevaate vananemise põhjuslikest mehhanismidest, kaitsefaktoritest ja neile vastavatest biomarkeritest (epigeneetiline kell, telomeeride pikkus jt). Vastavate teadmiste abil võiks tulevikus olla võimalik ennetada vananemisega seonduvaid haiguseid ja seeläbi pikendada eluiga kvaliteetselt elatud aastate arvelt.

Populatsioonigeneetika

• Professor Karoline Kuchenbäcker arutles, kuidas erinevate geneetiliste esivanematega populatsioonid saavad meditsiinilisest genoomikast kasu ja miks on geneetiliste variantide täpseks funktsionaalseks kategoriseerimiseks vaja võrdluspopulatsioonide paremat geneetilise päritoluga kihistamist.
• Kaasprofessor Ida Moltke tõestas, kuidas väikeste isoleeritud populatsioonide uurimine aitab esiteks mõista haiguse geneetikat ning lisaks ka võimaldada uuritavale elanikkonnale personaalmeditsiini kasutuselevõttu.

Muu hulgas toimus konverentsil postersessioon, kus tutvustati nii nooremteadurite teadustöid kui ka suuremaid genoomika instituudi osalusel toimuvaid teadusprojekte (sh SafePolyMed, ComorMent). Geenifoorumit korraldasid Tartu Ülikooli genoomika instituut (genoomika, evolutsiooni ja meditsiini keskus, cGEM) ja geenikeskus ning selle toimumist toetasid valdkonnas hinnatud ettevõtted (Illumina, BioNordika, LanLab, Diamedica, Thermo Fisher Scientific).