Мозговой натрийуретический пептид, обнаруженный в 1988 году, представляет собой пример белка, используемого в качестве маркера для выявления пациентов с сердечной недостаточностью; сейчас исследователи изучают его возможные связи с другими заболеваниями. В сфере онкологических исследований ученые научились отличать здоровые клетки от раковых на основании их ДНК вместо изучения образцов ткани под микроскопом. Им также удалось установить модели генов, указывающие на то, у каких пациентов может быть более благоприятный прогноз и кто с большей вероятностью отреагирует на стандартное лечение.
Ученые разрабатывают новые скрининговые тесты на онкологические заболевания, основанные на различных уровнях белков в крови. Хотя многие из этих методик по-прежнему применяются экспериментально в области онкологических исследований, ученые надеются, что схожие технологии будут разработаны для диагностики и более совершенного лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
В сфере медикаментозного лечения сердечно-сосудистых заболеваний персонализированная медицина уже близка к тому, чтобы стать реальностью. Традиционно при выборе оптимального курса лечения для пациента с определенным заболеванием врачи полагались на результаты крупных исследований с участием тысяч людей. Подобные исследования, включая направленные на испытание новых фармпрепаратов, позволяют понять, как население в целом может отреагировать на данную схему лечения, какой должна быть средняя дозировка, какие побочные эффекты наиболее вероятны. Однако они не в состоянии предсказать индивидуальную реакцию конкретного организма на тот или иной препарат. В одном случае лекарство может дать ожидаемый эффект, а в другом случае рекомендуемая дозировка окажется недостаточной. У кого-то могут развиться тревожные побочные эффекты при применении данного препарата, говорящие о том, что этому пациенту необходимо подобрать другое лекарство. В некоторых случаях различные реакции на тот или иной препарат обусловлены генетическими различиями. На данный момент существует возможность провести генетический анализ перед назначением более семидесяти широко применяемых лекарств.
Генетические анализы существуют и для некоторых сердечно-сосудистых препаратов. В 2007 году Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (США) одобрило генетический анализ для антикоагулянта варфарина, применяемого в профилактике образования тромбов (подробнее о варфарине читайте в главах 5 и 7). По данным Управления, организм примерно одной трети пациентов метаболирует варфарин отлично от ожиданий, его разжижающее действие на кровь повышает риск серьезных внутренних кровотечений. Традиционно дозировка рассчитывалась исходя из веса, возраста пациента и других факторов. Управление одобрило анализ для варфарина на основании того наблюдения, что вариации двух генов, CYP2C9 и VKORC1, повышают чувствительность к варфарину. Таким пациентам необходимо снижать дозировку. В 2010 году в ходе общенационального исследования было установлено, что пациенты, принимающие варфарин после генетического анализа, на 30 % реже нуждаются в госпитализации, чем пациенты, не проходившие генетический анализ. Генетический анализ для антитромбоцитарного препарата клопидогреля был одобрен в 2010 году. По данным Управления, у пациентов с полиморфизмами гена CYP2С19 клопидогрель плохо метаболируется, поэтому дает меньший эффект и повышает риск образования тромбов, приводящих к сердечному приступу и другим ишемическим событиям.
Также были выявлены генетические вариации, влияющие на индивидуальную реакцию на статины и бета-блокаторы. Например, при вариациях гена SLCO1B1 повышается вероятность побочного действия статинов на мышечные ткани, тогда как у людей с однонуклеотидными полиморфизмами в гене APOE наблюдается меньшее снижение уровня ХС ЛНП при приеме статинов по сравнению с другими пациентами. Одна вариация гена ADRB1, распространенная у афроамериканцев и редко встречающаяся у представителей белокожего населения, снижает эффективность бета-блокаторов при наличии систолической сердечной недостаточности. В настоящее время генетические анализы перед назначением статинов и бета-блокаторов не проводятся, может пройти несколько лет, прежде чем генетические анализы для антиагрегантов начнут широко применяться в повседневной клинической практике.
Генная терапия
Под генной терапией понимается введение в клетку генетического материала в форме ДНК или РНК для изменения процесса экспрессии какого-то гена в этой клетке. Ген может быть поврежден или отсутствовать, и новый генетический материал призван восстановить нормальные функции клетки. В других случаях генетический материал вводится в здоровую клетку для избирательного усиления или ослабления экспрессии гена. Хотя сама концепция генной терапии зародилась еще в 1970-х годах, в сфере кардиологии данный подход все еще остается экспериментальным.
Генетический материал может быть введен в клетки экстракорпорально, для чего они извлекаются, генетически модифицицируются в лабораторных условиях и возвращаются в организм. Клетки также можно модифицировать внутри организма, вводя генетический материал с помощью систем, называемых векторами. В области кардиологии наиболее эффективными векторами показали себя вирусы. Сами вирусы тоже подвергают генетической модификации, чтобы они не вызывали болезней, и вносят в них новую генетическую информацию. Вектор доставляется в кровь через катетер либо вводится посредством прямой инъекции в сердце или другие ткани. Затем вирусы инфицируют необходимые клетки и корректируют их генетическую информацию, в идеале экспрессия генов меняется.
В настоящее время в фокусе исследований по генной терапии в области кардиологии находится возможность выращивать новые кровеносные сосуды в тканях, поврежденных атеросклерозом. Как уже говорилось в главе 4, атеросклероз может привести к сужению просвета или полной закупорке сосудов и нарушению кровообращения в органах и тканях, вызывающему их необратимое повреждение. Исследователи изучают способность генной терапии стимулировать рост новых кровеносных сосудов и восстанавливать кровоснабжение у пациентов, которым не подходят традиционные методы лечения, в том числе медикаменты, шунтирование или чрескожное вмешательство. Подход заключается во введении генетического материала для усиления экспрессии специализированных белков, вызывающих рост клеток и их превращение в новые кровеносные сосуды. Другие исследователи пробуют с помощью генной терапии предотвратить рестеноз, или повторную закупорку сосудов после их расширения с помощью стентирования или шунтирования (см. главу 5). Ученые также исследуют возможные методы лечения сердечной недостаточности, усиливающие силу сокращений клеток миокарда и предупреждающие его увеличение и изменение формы.
В целом широкому применению генной терапии препятствуют некоторые обстоятельства. Ученые по-прежнему пытаются найти оптимальный способ доставки генетического материала в клетки, чтобы желаемый эффект длился достаточно долго и достигал необходимого уровня. Многие вирусы, используемые в качестве векторов, меняют экспрессию генов только на несколько недель и в некоторых случаях вызывают побочные воспалительные реакции.
Тем не менее генная терапия остается перспективной областью научных исследований в кардиологии, и ученые уверены в том, что достижения в этом направлении приведут к более совершенным методам лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Лечение стволовыми клетками
Изучение стволовых клеток – это одна из наиболее интересных областей современной науки. Она позволяет надеяться на то, что однажды врачи смогут восстанавливать или заменять поврежденные клетки, ткани и органы на молекулярном уровне. Конечно, эти исследования всегда вызывают много вопросов и споров, особенно касательно использования эмбриональных стволовых клеток. Однако ученые обнаружили много новых источников стволовых клеток, что позволило урегулировать часть противоречий. С продолжением исследований в области стволовых клеток становится все более вероятным появление инновационных методов лечения таких заболеваний, как ишемическая болезнь сердца, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, инсульт, диабет и рак. Лечение стволовыми клетками еще с 1968 года используется при пересадке костного мозга пациентам с лейкеми ей.
Повышенное внимание медиков к стволовым клеткам объясняется их способностью к самообновлению и дифференциации во множество разных типов клеток. Эмбриональные стволовые клетки плюрипотентны, т. е. способны дифференцироваться более чем в двести типов клеток взрослого организма при наличии соответствующих стимулов и условий. Большинство клеток взрослого организма не являются плюрипотентными, хотя некоторое количество плюрипотентных взрослых клеток можно найти, например, в пуповинной крови. Большинство клеток взрослого организма способно дифференцироваться только в близкие по свойствам клетки. Например, клетка крови может дать начало разным типам клеток крови, но никогда не дифференцируется в клетку сердца или нервную клетку.
