Cukrzyca to jedna z głównych chorób cywilizacyjnych XXI wieku. Według danych WHO na świecie jest obecnie 347 milionów diabetyków. Pan Profesor Maciej Borowiec przybliżył temat współczesnej diagnostyki molekularnej cukrzyc monogenowych.
Kilka słów o cukrzycy
Etiologia schorzenia wyróżnia dwa podstawowe typy cukrzycy: cukrzycę typu II (insulinoniezależną) stanowiącą 90% wszystkich zachorowań i cukrzycę typu I (insulinozależną). Mechanizm ich powstawania w obydwu przypadkach jest inny. Cukrzyca typu I to choroba autoimmunologiczna, natomiast cukrzyca typu II kształtowana jest poprzez wzrastającą oporność tkanek na insulinę. W kontekście genetycznym cukrzyca I i II stopnia to schorzenia uwarunkowane wielogenowo.
Aktualny podział oprócz cukrzycy typu I i II, obejmuje: cukrzycę typu LADA (ang. Latent Autoimmune Diabetesin Adults), cukrzycę CFRD (ang. Cystic Fibrosis–Related Diabetes) oraz cukrzycę monogenową.
Wśród pacjentów z cukrzycą monogenową, którzy stanowią 1-2% wszystkich diabetyków, wyróżnia się przypadki: cukrzycy typu MODY (ang. Maturity Onset Diabetes of Young), cukrzycy noworodkowej TNDM (ang. Transient Neonatal Diabetes Mellitus) oraz PNDM (ang. Permanent Neonatal Diabetes Mellitus), a także cukrzycy mitochondrialnej. Chorobę warunkuje odziedziczenie minimum jednej kopii wadliwego genu, warunkujących wyżej wymienione podtypy cukrzycy monogenowej.
Nowoczesna diagnostyka – Według dr hab. n. med. prof. nadzw. Macieja Borowca
Nowoczesna diagnostyka genetyczna cukrzyc monogenowych jest dostępna tylko w niewielu ośrodkach na świecie, natomiast jak mówi profesor Borowiec – w Polsce diagnostyką zajmują się dwa ośrodki funkcjonujące w ścisłej kooperacji: Pracownia Immunopatologii i Genetyki w Klinice Pediatrii, Hematologii, Onkologii i Diabetologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi (ośrodek referencyjny) oraz w Klinika Chorób metabolicznych Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie. Poza centrami diagnostycznymi istnieje kilkanaście jednostek działających w tym sektorze. W łódzkiej placówce przebadanych zostało do tej pory ok. 5 tysięcy pacjentów. ,,To wciąż za mało” – komentuje profesor. Obecnie w Klinice prowadzone są badania diagnostyczne, pod kątem wszystkich poznanych już genów cukrzyc monogenowych takich jak MODY1-MODY6, ale także genów niedawno odkrytych MODY7-MODY11. ,,Naukowcy z Kliniki wciąż poszukują nowych genów leżących u podstaw cukrzycy monogenowej. Prowadzone są także badania wskazujące na to, że niektóre formy cukrzycy typu I mogą być cukrzycą monogenową’’ – dodaje Borowiec. Zespół badawczy dąży do szybkiego wychwytywania potencjalnych pacjentów poprzez poszukiwanie prostych i tanich markerów biochemicznych, które pozwolą na sprawną identyfikację choroby. Realizując także badania pod kątem specyficznych metabolitów identyfikowanych we krwi i/lub moczu, pośród pacjentów z cukrzycą monogenową – umożliwi to lepsze przewidywanie powikłań oraz szybsze wychwytywanie nowych, potencjalnych pacjentów. Prowadzone są także badania bioinformatyczne mające na celu stworzenie sieci neuronalnych dostępnych dla wszystkich Klinik w Polsce, co także umożliwi szybką identyfikację chorych.
Jak zdiagnozować?
,,Genetyka nie jest żadnym cudem, badania genetyczne są to badania tego samego typu jak morfologia czy inne badania biochemiczne. Jest to bardzo precyzyjne i szybkie narzędzie, może tylko na chwile obecną trochę droższe. Nie mamy póki co możliwości, pozwalających na wyleczenie każdego pacjenta. Pierwszym krokiem diagnostyki molekularnej jest dobrze przeprowadzony wywiad z pacjentem i rodziną, jak najpełniejsza charakterystyka obrazu klinicznego choroby co w konsekwencji nasuwa nam „pomysł” na diagnostykę genetyczną – wybór genu do analizy. W takim przypadku jesteśmy w stanie wykonać kompleksowe badania w ciągu 3-4 dni” – mówi profesor. Kolejnym etapem jest pobranie krwi od potencjalnego pacjenta i przeprowadzanie szeregu specjalistycznych badań genetycznych w laboratorium przez zespół badawczy pracowni Genetyki i Immunopatologii. Badacz podkreśla, iż oczywiście najlepiej jest wykryć cukrzycę monogenową na wczesnym etapie rozwoju wśród najmłodszych, ale istotna także jest diagnostyka i opieka kliniczna w tym aspekcie nad pacjentem dorosłym. Naukowiec dodaje, że w przypadku zdiagnozowania cukrzycy monogenowej u dzieci ważny jest wywiad rodzinny i przebadanie rodziny pod tym kątem, ponieważ taka informacja może zmienić rodzaj terapii u nawet kilkunastu osób. ,,Udało nam się zdiagnozować nawet taką rodzinę, w której mutacją genetyczną, powodujących cukrzycę monogenową było dotkniętych jej 30 członków. Mogliśmy ich wszystkich przestawić na inny, łatwiejszy sposób leczenia oraz mniej kłopotliwy np. rodzaj diety.” Ponadto profesor podkreślał, że podjęcie odpowiedniego leczenia jest bardzo ważne pośród chorych z zidentyfikowanymi mutacjami np. w genie glukokinazy, co umożliwia rezygnację z insulinoterapii na rzecz zastosowania odpowiedniej diety. W przypadku pacjentów z mutacją w genach czynników transkrypcyjnych, czy kanału potasowego leczenie przeprowadzane jest pochodnymi sulfonylomocznika, podawanymi doustnie tabletkami. ,,Koszty leczenia takich pacjentów są dużo niższe, a efekty bardziej zadowalające niż w przypadku tradycyjnej insulinoterapii” – mówi Borowiec. Naukowiec dodaje, że ważna jest certyfikacja i standaryzacja badań, aby ich wyniki były obarczone jak najmniejszym błędem – ,,Prowadzone są także kontrole zewnętrzne i wewnętrzne, aby nie popaść w rutynę.”
Skąd fundusze?
Profesor zapytany o sposób pozyskiwania funduszy na badania odpowiedział –,, Fundusze pozyskiwane są w Klinice przede wszystkich od FNP, ale także od takich organizacji jak NCN, NCBIR, w ramach przeprowadzanych projektów naukowych. Z roku na rok fundusze Rządowe są coraz trudniejsze do zdobycia.” Zapytawszy Borowca czy jego zdaniem diagnostyka molekularna będzie refundowana przez NFZ odpowiedział, że robione są kroki w tym kierunku. ,,Obecnie czekamy na ocenę naszych dążeń do wprowadzenia kosztów diagnostyki w ramach kszyka NFZ, przez Agencję Oceny Technologii Medycznej. Być może lada chwila uda nam się wprowadzić tego typu badanie jako refundowane przez Państwo”. Pan profesor podkreślał potrzebę refundacji takich badań także z ekonomicznego punktu widzenia – ,,Wczesna diagnostyka przynosi olbrzymie zyski dla społeczeństwa. Przebieg leczenia pacjenta ze zdiagnozowaną cukrzycą monogenową zmienia swój tor redukując powstawanie powikłań, skutkując znacznym obniżeniem kosztów leczenia.”
Paulina Pruszkowska i serwis biotechnologia.pl serdecznie dziękują dr hab. n. med. prof. nadzw. Maciejowi Borowcowi za udzielenie wywiadu.
dr hab. n. med. prof. nadzw. Maciej Borowiec - Absolwent Wydziału Farmaceutycznego kierunku Analityka Medyczna UM w Łodzi. Początkowo związany z Katedrą Immunologii i Alergologii UM w Łodzi. W latach 2004-2007odbył staż naukowy w pkiklin Diabetes Center, Harvard Medical School w Bostonie, gdzie zdobył prestiżowe stypendium - Amerykańskiego Towarzystwa Diabetologicznego (American Diabetes Association Mentorship) 2004-2006. W Klinice Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii, I Katedry Pediatrii UM w Łodzi, pracuje jako adiunkt oraz - od 2010 - kierownik Pracowni Immunopatologii i Genetyki. W 2012 roku obronił rozprawę habilitacyjnąd października 2013 pełni funkcję kierownika Katedry i Zakładu Genetyki Klinicznej i Laboratoryjnej. Jest głównym wykonawcą i współwykonawcą kilkunastu projektów MNiSW, a także autorem lub współautorem kilkudziesięciu publikacji oryginalnych i kilkudziesięciu doniesień zjazdowych. Jego prace zaowocowały m.in. odkryciem nowego genu - kinazy tyrozynowa limfocyta B – odpowiedzialnego za jedną z postaci cukrzycy monogenowej, obecnie klasyfikowanej jako MODY 11. Uhonorowany licznymi nagrodami za działalność naukową i dydaktyczną.
Krótka charakterystyka typów cukrzycy monogenowej
Cukrzyca typu MODY
To cukrzyca, diagnozowana poniżej 25 roku życia. Za jej rozwój odpowiedzialne są mutacje w genach kodujących: glukokinazę, a także jądrowy czynnik wątrobowy (HNF). Gen glukokinazy GCK – odpowiedzialny za kontrolowanie poziomu cukru we krwi, natomiast geny kodujące HNF – należący do grupy białek będących czynnikami transkrypcyjnymi, odpowiedzialny jest za prawidłowe funkcjonowanie komórek beta trzustki. Wyróżniamy kilka typów czynników wątrobowych HNF najważniejsze z nich to: HNF-1A, HNF-4A, HNF-1B.
Cukrzyca noworodkowa TNDM oraz PNDM
Rozwija się już w okresie neonatalnym, wykrywana jest do 6 miesiąca życia. Wyróżnione zostały jej dwa podtypy, uwzględniający jej czas trwania: permanentna (PNDM) oraz przejściowa (TNDM) Dysfunkcja w genach KCNJ11 oraz ABCC8 wpływają na powyższe zaburzenie. Geny te są odpowiedzialne za kodowanie podjednostek Kir6.2 i SUR1 występujących w kanałach KATP. Mutacje te prowadzą do ograniczonej zdolności ATP do zamykania kanałów w skutek czego, depolaryzacja komórek beta trzustki i sekrecja insuliny jest niemożliwa.
Cukrzyca mitochondrialna
Dziedziczona w inny sposób niż pozostałe typy cukrzycy monogenowej. Wadliwy gen obecny jest w mitochondrialnym DNA, zatem dziedziczony jest tylko w linii matczynej. Z cukrzycą mitochondrialną mamy do czynienia, gdy dojdzie do punktowej mutacji w pozycji 3243 w obrębie genu dla tRNA leucyny, rzadziej w wyniku mutacji punktowa w pozycji 8334, czy w przypadku - 10,4-kb delecji.
Źródło:
http://biotechnologia.pl/
