Кільком десяткам українців із діагнозом «діабет першого типу» нещодавно скасували щоденні ін'єкції інсуліну. Виявилось, у них інший тип діабету — і показав це генетичний тест із Ужгорода, де під час війни розгорнули найбільше у світі дослідження цієї хвороби.
Нещодавно в університеті відкрили власну генетичну лабораторію — тепер зразки можна секвенувати на місці, а не відправляти за кордон. Як Ужгород став центром світового дослідження діабету, репортеру журналу Science розповіли самі науковці. Переказуємо їхню історію.
Ужгород став центром найбільшого у світі генетичного дослідження цукрового діабету першого типу. GIPHY
Як виникла ідея провести найбільше генетичне дослідження діабету?
Проєкт найбільшого генетичного дослідження за участі українців сягає своїм корінням ще 2000-х, коли Тарас Олексик, зараз професор Оклендського університету, вперше звернув увагу на те, що інші європейські країни проводили дослідження геномів своїх мешканців, а українці не були представленими в таких дослідженнях. Минуло ще близько десятиліття, перш ніж подібне дослідження вдалося провести і в Україні. Воно залучило всього 97 людей, а їхні зразки ДНК секвенували, тобто розшифрували, лабораторії у США та Китаї.
Але навіть так у 2021 році науковці опублікували в журналі GigaScience результати аналізу геномів українців, описавши 189 генів, зокрема залучених у появі аутизму та раку молочних залоз, і 20 мутацій, що, навпаки, зменшують ризик деяких хвороб. Тарас Олексик і його колега з Оклендського університету, Христина Щубелка, також родом з Ужгорода, спільно з румунською командою науковців провели секвенування 150 геномів мешканців обох країн у межах великого генетичного дослідження європейців. Завдяки цьому науковці напрацювали систему відбору та виділення зразків ДНК, яка могла бути корисною в майбутніх дослідженнях.
І майбутні дослідження не забарилися — біотехнологічна компанія Regeneron у 2021 році підтримала старт дослідження факторів ризику діабету першого типу в геномі українців. Попередні дослідження вказали на десятки різних алелів, тобто варіантів генів, які залучені в появі хвороби у різних пацієнтів. Проте ті алелі, що спричиняють діабет у конкретних популяціях, наприклад жителів островів або конкретних регіонів, досі вивчені недостатньо. Тож із підтримкою компанії та благодійних організацій вдалося заснувати український проєкт із дослідження діабету, результати якого доступні широкому колу науковців.
Які плоди принесла праця науковців?
У пошуку учасників дослідження Тарасу Олексику допомагала його сестра Ольга, чия ендокринологічна клініка в Ужгороді після початку повномасштабного вторгнення зібрала під своїм дахом фахівців з вивчення порушення обміну речовин, зокрема з тимчасово окупованих або постраждалих від бойових дій територій. Об’єднавшись із 85 ендокринологами та молекулярними біологами з різних куточків України, науковцям вдалося зібрати зразки крові понад 12 тисяч пацієнтів із діабетом першого типу та здорових добровольців, відповідних їм за віком. У деяких регіонах завдяки такому тестуванню вдалося зібрати зразки всіх пацієнтів, у яких діагностували цю хворобу.
Карта центрів відбору зразків для дослідження ДНК людей із цукровим діабетом першого типу. Shchubelka et al. / International Journal Of Endocrinology (Ukraine), 2025
Основною мішенню дослідження є система людських лейкоцитарних антигенів, також відома як HLA-комплекс. Гени цього комплексу кодують білки на поверхні клітин, які вказують імунним клітинам Т-лімфоцитам на те, знаходиться перед ними клітина власного організму чи чужорідна. Саме різні мутантні алелі генів HLA-комплексу призводять до того, що в пацієнтів із цукровим діабетом першого типу імунна система починає атакувати бета-клітини острівців Лангерганса в підшлунковій залозі, які виробляють важливий для контролю рівня цукру в крові інсулін. Окрім діабету, ця система залучена і в інших патологічних процесах, таких як відторгнення пересаджених органів і навіть деякі види раку, тож її вивчення важливе не лише для боротьби з діабетом.
З моменту початку дослідження вдалося секвенувати вже 10 тисяч зразків крові від пацієнтів із діабетом і здорових людей. Крім наукової цінності, проєкт мав і діагностичну: у декількох десятків пацієнтів, яким раніше діагностували діабет першого типу, виявили цукровий діабет дорослого типу у молодих людей, більш відомий як MODY-діабет. Хоча симптоми роблять його схожим на цукровий діабет першого типу, пацієнти із MODY-діабетом можуть обійтися без щоденних ін’єкцій інсуліну, натомість приймаючи ліки у формі таблеток. Тож новий діагноз значно полегшує їхнє життя, а також вказує на переваги діагностування різних, зокрема рідкісних, форм діабету за генетичним тестом.
Як українське дослідження творить світову науку?
Відкриття нової генетичної лабораторії значно пришвидшить прогрес проєкту, адже її обладнали пристроєм для секвенування ДНК і РНК, що дозволить досліджувати зразки від пацієнтів одразу, а не чекати результатів секвенування від закордонних лабораторій. Крім того, нове обладнання дозволить шукати рідкісні алелі генів HLA-комплексу, виявляти у крові ознаки запалення, а в калі — порушення нормальної мікробіоти, пов’язані з перебігом діабету першого типу. Тому науковці Ужгородського національного університету вже об’єдналися з колегами з Польщі, щоб розширити вибірку дослідження до 20 тисяч пацієнтів і здорових добровольців до середини 2027 року.
Зразки ДНК людей-учасників дослідження причин діабету першого типу. Ярослава Гасинець
Наступний крок — кишкові бактерії полярників. В університеті хочуть дослідити, як змінюється мікробіота науковців на українській антарктичній станції «Академік Вернадський». Полярники місяцями живуть у замкненому просторі й контактують лише одне з одним — подібно до астронавтів на МКС. Гіпотеза: з часом їхня кишкова мікробіота стає все біднішою.
Аналізувати масиви геномних даних — і з діабетичного, і з антарктичного проєкту — допомагатиме біоінформатик Вальтер Вольфсберґер, якого Олексик запросив до Ужгорода. Сам він зізнається, що має амбітнішу мету — перетворити місто на «український Кембридж», зібравши якомога більше провідних біологів і медиків в одному місці.
