Projekti käigus asutatud uues genoomika, evolutsiooni ja meditsiini keskuses cGEM (Center for Genomics, Evolution and Medicine) võetakse haiguste uurimisel peale personaalse geeniinfo arvesse ka populatsioonigeneetilist ja evolutsioonilist aspekti.

"Sisu on selles, et kogu inimese geneetiline varieeruvus, sh see osa, mis põhjustab haigusi, on tekkinud evolutsiooni käigus. Osa varieeruvust on tekkinud juhuslikust muutumisest – geneetilisest triivist –, osa aga vastusena keskkonnale, loodusliku valiku teel. Mõistes neid protsesse, kuidas haigusega seotud geneetiline varieeruvus on tekkinud, mõistame paremini ka haigust ennast," kirjeldab genoomika instituudi direktor Mait Metspalu.

Intervjueerisime vastavatud ERA õpetooli juhti, Jon Anders Erikssoni, ja uurime tegevuste kohta täpsemalt.

ERA Chairi kui projekti eesmärk on uue tugeva teadussuuna ja -töörühma loomine. Millised on teie plaanid ja teadustöö suunad, ühendades projektiga väga erinevaid teadusvaldkondasid.

Praeguse ERA Chairi projekti raamiv idee on, et minevikus toimunud evolutsioonilised protsessid (nagu kohastumus mingile toidule, kliimale või haigustele) on kujundanud meie paljusid rakusiseseid molekulaarbioloogilisi protsesse – näiteks rasvhapete ainevahetust või organismi reaktsioone põletikule. Tänapäeval on just need protsessid seotud mitmete haiguste – näiteks diabeet, kasvajad, südame-veresoonkonna haigused, Alzheimeri ja Parkinsoni tõbi – avaldumisega. Haiguste ennetamise ja ravi seisukohast on oluline teada, kuidas need evolutsiooni käigus tekkinud erinevad geenivariandid kaasaegse inimese elu mõjutavad – ja sellega meie ERA Chairi projekt tegelebki.

Projekti tegevused jagunevad Tartu Ülikoolis kahe instituudi – TÜ genoomika ja TÜ kliinilise meditsiini instituudi vahel. Loodav teadusgrupp koosneb kolmest alamgrupist, kellel on komplementaarsed sünergilised eesmärgid. Katame nii evolutsioonilist kui meditsiinilist genoomikat kui ka vahetumat kliinilisemat lähenemist. Mitmed tippteadlased on praeguseks andnud nõusoleku projektis osalemiseks: näiteks Dr Michael Dannemann Max Plancki instituudist Leipzigist, kes kaardistab erinevad minevikus toimunud geneetiliste kohastumuste geenivariante. Bioinformaatika ja meditsiinilise genoomikaga töötavad Melbourne'i Ülikoolist osakoormusega TÜ genoomika instituuti liikuv Dr Irene Gallego Romero, Tõnis Org TÜ genoomika ja molekulaar- ja rakubioloogia instituutidest ning Georgi Hudjašov, kes jagab end TÜ genoomika instituudi ja Massey Ülikooli vahel Uus-Meremaal. Teadustööks kasutatakse nii geenivaramu biopanka kui laboris kasvatatud rakuliinide eksperimente, et testida eri geenivariantide bioloogilisi funktsioone.

Milliste suurte uurimisküsimuste kallale järgmistel aastatel asutakse?

Suuri asju tuleb küll. Üks suur lahendamist vajav probleem on see, et levinuimad immuun- ja südame-veresoonkonna haigused ei esine inimestel nö eraldiseisvatena, vaid on üheks osaks suurest komplekssest probleemist ja erinevatest haigustest. Sellest lähtuvalt tuleb ka haiget ravida sellest terviklikust pildist lähtuvalt. Selliste haiguste puhul sõltub haiguse vastuvõtlikkus osaliselt geenide omavahelisest ning geeni ja keskkonna vahelistest vastasmõjudest. Täppismeditsiini eesmärk on kasutada ravi planeerimisel terviklikku infot haigust mõjutavate faktorite kohta, sealhulgas geneetilist, füsioloogilist ja ka keskkonnatingimustest lähtuvat infot.

Kui võtta haigusena näiteks vähk, siis kui suur osa vähi tekkes on ümbritseval keskkonnal ja kui suur geenipagasil?

Uusimad teadustööd rõhutavad, et mõlemad on tähtsad (see varieerub mõnevõrra lähtuvalt vähi tüübist). Personaalmeditsiini vaatevinklist on kõige huvitavam see, et keskkonnafaktorite mõju vähi kujunemisele sõltub inimese geenipagasist. Ehk siis keskkonnal on vähi tekkele küll suur mõju, aga tihtipeale on nii et geneetilised erinevused moduleerivad keskkonnafaktorite mõju vähi tekkele. Samamoodi sõltub geenidest vähiravi tõhusus (eriti immuunravi korral).

Suur hulk teadustöödest rõhutab haiguste tekkepõhjusena mingite geenide düsregulatsiooni (viga geenide töös). See võibki juhtuda sellest, et mingi keskkonnasurve või -stress lükkab muidu stabiilsed bioloogilised mehhanismid tasakaalust välja – näiteks insuliini tasakaalu diabeedi puhul.

Kuidas te kirjeldaksite nende teemade puhul evolutsiooni rolli? Inimese puhul on küllaltki hästi teada meie rahvaste liikumised ja arvukuse pudelikaelad – kuidas seda teadmist kasutada?

See teadmine on eriti tähtis etniliselt mitmekesise taustaga rahvuste puhul, nagu ka eestlased, ning olukordades, kus me kanname geenide ja haigustega seotud infot ühelt populatsioonilt teisele üle. Evolutsiooni käigus toimunud geenide segunemine (eri populatsioonide omavaheline ristumine, ränded jm) mõjutab genoomi varieeruvust ja seeläbi ka haigustele vastuvõtlikkust ja ravi. Kui me teame, milliste eellaste liinist üks või teine geen pärineb, siis saame seda teadmist kasutada täpsemate ja paremini töötavate geeniravi meetodite välja töötamiseks.

Personaalmeditsiini kontekstis räägitakse palju polügeensest riskiskoorist. Mis see on?

Lihtsate ühe geeniga seotud haiguste puhul on võimalik geneetilist haigust kergelt märgata vastava geeni mutatsiooni/varieeruvuse määramise abil. Kuid enamuste haiguste geneetiline taust on väga mitmekesine – st mängus on paljud, et mitte öelda väga paljud, erinevad geenid ja muutused nendes geenides. Kusjuures iga üksiku muutuse roll haiguse kujunemisel on imepisike. Polügeensed riskiskoorid on meetod hindamaks organismi terviklikku haigestumisriski. Lihtsalt öeldes summeeritakse kõikide nende geneetiliste muutuste väikesed mõjud kokku üheks riskihinnanguks. See on suhteline väärtus, mille puhul võrreldakse indiviidi riski taset populatsiooni keskmisega. Seeläbi on võimalik neid indiviide kategoriseerida näites vastavalt madala või kõrge riskiga gruppideks – ja neid gruppe sellest lähtuvalt ka erinevalt ravida või, mis veel parem, tulemuslikumalt tegeleda ennetusega. Näiteks võivad mõned potentsiaalselt ohtlikud ravimeetodid olla kõrge riskiskooriga inimese puhul õigustatud, aga madala riskiskoori puhul mitte.

Millised on teie edasised plaanid? Millal võib olla võimalus järgmisi häid uudiseid kuulda?

Seda on veel vara öelda, sest hetkel tegeleme me veel meeskonna komplekteerimisega, kuid kui ettevalmistused on tehtud, siis oleme suutelised kiirelt töötama – nii et olge valmis uudisteks.