మన ఆరోగ్యం… జన్యువుల్లో దాగిన కథ

రాహుల్ జీ

వేల ఏళ్ల నాటి ఎముకల నుంచి ఆధునిక మధుమేహం, గుండెజబ్బులు, అరుదైన వ్యాధుల వరకు… మన DNA చదువుతున్న ఆరోగ్య చరిత్ర

గోవాలోని సెయింట్ అగస్టిన్ చర్చి శిథిలాల్లో పురావస్తు తవ్వకాలు జరుగుతున్నప్పుడు కొన్ని మానవ అస్థికలు బయటపడ్డాయి. వందల సంవత్సరాలుగా మట్టిలో పడి ఉన్న ఆ ఎముకలు ఎవరివి? వారు ఎక్కడి నుంచి వచ్చారు? ఏ కాలంలో జీవించారు? ఒకప్పుడు ఇలాంటి ప్రశ్నలకు సమాధానం కోసం చారిత్రక రికార్డులు, పురావస్తు ఆధారాల మీదే ఆధారపడాల్సి వచ్చేది. కానీ ఆధునిక జన్యుశాస్త్రం ఆ పరిస్థితిని మార్చేసింది. ఎముకలు, దంతాల్లో మిగిలిపోయిన అతి సూక్ష్మమైన DNA ఆనవాళ్లను వెలికితీసి చదివే Ancient DNA (aDNA) సాంకేతికతతో వందల, వేల సంవత్సరాల క్రితం జీవించిన మనుషుల గురించిన సమాచారాన్ని తెలుసుకోవడం సాధ్యమైంది. భారతదేశంలాంటి వేడి, తేమ ఎక్కువగా ఉండే వాతావరణంలో పురాతన DNA త్వరగా దెబ్బతింటుంది. అయినప్పటికీ మెరుగైన laboratory techniques, genome sequencing పద్ధతులు అందుబాటులోకి రావడంతో గతంలో అసాధ్యమనుకున్న పరిశోధనలు ఇప్పుడు సాధ్యమవుతున్నాయి.

మొదట ఈ పరిశోధనల దృష్టి ప్రధానంగా గతం మీదే ఉండేది. మన పూర్వీకులు ఎవరు, వారు ఎక్కడి నుంచి వచ్చారు, జనాభాలు ఎలా కలిశాయి, వేల సంవత్సరాల క్రితం ప్రజలు ఎలా జీవించారు వంటి ప్రశ్నలకు DNA ద్వారా సమాధానాలు వెతికారు. కానీ ఆ అన్వేషణలో మరో ఆసక్తికరమైన విషయం బయటపడింది. పురాతన మనుషుల DNAను నేటి జనాభాల genomesతో పోల్చడం మొదలుపెట్టినప్పుడు, మనం గతం నుంచి కేవలం రూపురేఖలనే కాదు, ఆరోగ్యానికి సంబంధించిన కొన్ని జన్యు లక్షణాలను కూడా వారసత్వంగా పొందుతున్నామనే విషయం మరింత స్పష్టమైంది. అక్కడితో Ancient DNA కథ చరిత్ర నుంచి వైద్యశాస్త్రంలోకి ప్రవేశించింది.

మన ఆరోగ్యాన్ని మనం సాధారణంగా నేటి జీవనశైలితో ముడిపెడతాం. ఏం తింటున్నాం, ఎంత వ్యాయామం చేస్తున్నాం, బరువు ఎంత ఉంది, నిద్ర ఎలా ఉంది, పొగతాగుతున్నామా, మద్యం తీసుకుంటున్నామా వంటి అంశాలనే ప్రధానంగా చూస్తాం. అవన్నీ అత్యంత ముఖ్యమైనవే. కానీ మన శరీరం ఈరోజు కొత్తగా తయారైనది కాదు. వేల తరాల పరిణామక్రమంలో రూపొందిన ఒక biological system అది. మన పూర్వీకులు ఎదుర్కొన్న ఆహార కొరతలు, వాతావరణ పరిస్థితులు, అంటువ్యాధులు, వలసలు, జనాభా మార్పులు—వీటన్నింటి ప్రభావం మన genetic inheritanceలో ఏదో రూపంలో కొనసాగుతోంది. అందువల్ల నేటి భారతీయుల్లో కనిపిస్తున్న కొన్ని ఆరోగ్య సమస్యలను అర్థం చేసుకోవాలంటే ఆసుపత్రి రికార్డులను మాత్రమే కాదు, కొన్నిసార్లు వేల సంవత్సరాల వెనక్కి కూడా చూడాల్సి వస్తోంది.

గుండెలో దాగిన పురాతన జన్యు ముద్ర

ఈ నేపథ్యంలో భారతీయుల గుండె ఆరోగ్యానికి సంబంధించిన ఒక genetic variant ప్రత్యేక ఆసక్తిని కలిగించింది. MYBPC3 అనే geneలో కనిపించే 25-base-pair deletion దక్షిణాసియా జనాభాలో దాదాపు నాలుగు శాతం మందిలో ఉన్నట్లు పరిశోధనలు గుర్తించాయి. ప్రపంచంలోని అనేక ఇతర జనాభాల్లో ఇది చాలా అరుదు. ఈ mutation cardiomyopathy అనే గుండె కండరాల వ్యాధితో సంబంధం కలిగి ఉంది. గుండె కండరాల నిర్మాణం లేదా పనితీరు దెబ్బతిన్నప్పుడు గుండె శరీరానికి అవసరమైన రక్తాన్ని సమర్థంగా పంప్ చేయలేని పరిస్థితి ఏర్పడవచ్చు. తీవ్రమైన సందర్భాల్లో అది heart failureకు కూడా దారితీయవచ్చు.

అయితే ఇలాంటి పరిశోధనలను అర్థం చేసుకునేటప్పుడు ఒక ముఖ్యమైన జాగ్రత్త అవసరం. ఒక వ్యక్తిలో disease-associated genetic variant ఉందంటే అతనికి ఆ వ్యాధి తప్పకుండా వస్తుందని అర్థం కాదు. Genetic susceptibility, genetic destiny రెండూ ఒకటి కావు. ఒక gene ప్రభావాన్ని ఇతర genes మార్చవచ్చు; వయసు, ఆహారం, వ్యాయామం, ఇతర వ్యాధులు, పర్యావరణం వంటి అంశాలు కూడా చివరి ఫలితాన్ని నిర్ణయిస్తాయి. అందుకే ఆధునిక genetics ఒక వ్యక్తి భవిష్యత్తును జోస్యం చెప్పడం కన్నా, అతనిలో ఉన్న ప్రమాదాన్ని మరింత స్పష్టంగా అర్థం చేసుకునే సాధనంగా ఉపయోగపడుతోంది.

అరుదైన వ్యాధుల వెనుక జన్యు ప్రయాణం

ప్రతి మనిషి genomeలో లక్షలాది genetic variations ఉంటాయి. వాటిలో అత్యధికం ఎలాంటి సమస్యను కలిగించవు. కొన్ని variants మాత్రం వ్యాధులతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ముఖ్యంగా recessive genetic disorders విషయంలో ఒక వ్యక్తి disease-causing variantను కలిగి ఉన్నా అతనికి వ్యాధి బయటపడకపోవచ్చు. అతను carrierగా ఉండవచ్చు. తల్లి, తండ్రి ఇద్దరూ అదే recessive variantకు carriers అయినప్పుడు, వారి పిల్లలకు రెండు altered copies సంక్రమిస్తే వ్యాధి బయటపడే అవకాశం ఏర్పడుతుంది.

దీర్ఘకాలం చిన్న population groupsలోనే జన్యు ప్రసారం కొనసాగిన సందర్భాల్లో కొన్ని అరుదైన mutations ఆ జనాభాలో ఎక్కువ frequencyతో నిలిచిపోవచ్చు. దీనికి population geneticsలో founder effect, genetic drift వంటి ప్రక్రియలు కూడా కారణమవుతాయి. ఒక చిన్న సమూహాన్ని ప్రారంభించిన కొద్దిమందిలో ఉన్న అరుదైన variant, తరువాతి తరాల్లో ఆ సమూహంలో సాపేక్షంగా సాధారణంగా మారే అవకాశం ఉంటుంది. అందుకే ప్రపంచంలో చాలా అరుదుగా కనిపించే కొన్ని inherited disorders కొన్ని నిర్దిష్ట జనాభాల్లో లేదా కుటుంబాల్లో ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి.

ఇక్కడ family medical historyకు ప్రత్యేక ప్రాధాన్యం వస్తుంది. ఒక కుటుంబంలో ఒకే రకమైన అరుదైన వ్యాధి పదేపదే కనిపిస్తే దాన్ని యాదృచ్ఛికంగా వదిలేయకుండా వైద్యపరంగా పరిశీలించడం అవసరం. సరైన సందర్భంలో genetic testing, carrier screening, genetic counselling వంటివి కుటుంబాలకు ఉపయోగపడగలవు. అయితే ఈ పరీక్షల అర్థాన్ని నిపుణుల సహాయంతో విశ్లేషించడం కూడా అంతే ముఖ్యం.

మధుమేహం కథ ఈరోజు మొదలైంది కాదు

భారతదేశం ఎదుర్కొంటున్న ప్రధాన ప్రజారోగ్య సమస్యల్లో Type-2 diabetes ఒకటి. పట్టణీకరణ, శారీరక శ్రమ తగ్గడం, అధిక కేలరీల ఆహారం, obesity వంటి ఆధునిక కారణాలు దీనితో బలంగా ముడిపడి ఉన్నాయి. కానీ metabolic diseasesను evolutionary perspectiveలో చూసినప్పుడు మరో కోణం కనిపిస్తుంది. ఒకప్పుడు మన పూర్వీకులకు ఆహారం నిరంతరం అందుబాటులో ఉండేది కాదు. సమృద్ధి, కొరతలు మారుతూ ఉండేవి. లభించిన ఆహారం నుంచి శక్తిని సమర్థంగా పొందడం, అదనపు శక్తిని నిల్వ చేసుకోవడం అప్పటి పరిస్థితుల్లో జీవించడానికి ఉపయోగకరమైన లక్షణంగా ఉండి ఉండవచ్చు.

ఈ నేపథ్యంలోనే “thrifty gene hypothesis” అనే ఆలోచన వచ్చింది. గతంలో ఆహార కొరతను ఎదుర్కోవడానికి ఉపయోగపడిన కొన్ని metabolic లక్షణాలు, నేటి నిరంతర ఆహార సమృద్ధి పరిస్థితుల్లో disadvantageగా మారి ఉండవచ్చన్నది దాని భావన. మన జీవన వాతావరణం కొన్ని తరాల్లోనే పూర్తిగా మారిపోయింది. శారీరక శ్రమ తగ్గింది; refined carbohydrates, sugar, fats, processed foods, calorie-dense diet పెరిగాయి. కానీ మన biological evolution అంత వేగంగా జరగదు. ఈ evolutionary mismatch metabolic disordersను అర్థం చేసుకోవడానికి పరిశీలిస్తున్న ఒక దృక్కోణం. అయితే ఇది diabetesకు నిరూపితమైన ఏకైక వివరణ కాదు; Type-2 diabetes అనేక genes, జీవనశైలి, శరీర బరువు, వయసు, పర్యావరణం పరస్పర చర్యతో ఏర్పడే సంక్లిష్టమైన వ్యాధి.

ఈ దృక్కోణం మన ఆరోగ్యంపై ఒక ముఖ్యమైన అవగాహనను ఇస్తుంది. మన genesను మార్చడం మన చేతిలో లేకపోయినా, వాటితో interaction జరిగే environmentను కొంతవరకు మార్చగలం. ఆహార నియంత్రణ, శారీరక శ్రమ, ఆరోగ్యకరమైన బరువు, నిద్ర వంటి అంశాలు అందుకే మరింత ప్రాధాన్యం పొందుతాయి. Genetic risk ఉన్న వ్యక్తికి కూడా disease తప్పనిసరి కాదు; lifestyle riskను తగ్గించడం ద్వారా మొత్తం ప్రమాదాన్ని ప్రభావితం చేయవచ్చు.

వేల ఏళ్ల క్రితం మన పళ్లెంలో ఏముండేది?

పురాతన మనుషుల ఆరోగ్యాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి DNA ఒక్కటే సాధనం కాదు. పాత ఎముకలు, దంతాల్లోని chemical signaturesను పరిశీలించే stable isotope analysis ద్వారా అప్పటి ఆహారపు అలవాట్ల గురించి కూడా సమాచారం పొందవచ్చు. ఒక వ్యక్తి ప్రధానంగా ఏ రకమైన మొక్కలను తీసుకున్నాడు, animal protein ఎంతవరకు ఆహారంలో భాగమైంది వంటి అంశాలపై దీనివల్ల సూచనలు లభిస్తాయి. పురాతన ఆహారాన్ని అర్థం చేసుకోవడం కేవలం చరిత్ర కోసం కాదు; మన metabolism ఏ రకమైన nutritional environmentలో పరిణామం చెందిందో తెలుసుకోవడానికీ ఉపయోగపడుతుంది.

వ్యవసాయం విస్తరించిన తరువాత మానవ ఆహారంలో పెద్ద మార్పు వచ్చింది. ధాన్యాల ఆధారిత carbohydrates ప్రాధాన్యం పెరిగింది. ఆధునిక పారిశ్రామిక ఆహార వ్యవస్థ మరో పెద్ద మార్పు తీసుకొచ్చింది. ఇప్పుడు refined grains, added sugars, processed fats, calorie-dense foods చాలా సులభంగా లభిస్తున్నాయి. మన ఆహార వ్యవస్థ మారిన వేగం, మన genome మారే వేగం కంటే ఎన్నో రెట్లు ఎక్కువ. ఈ వ్యత్యాసం obesity, diabetes వంటి ఆధునిక ఆరోగ్య సమస్యలపై evolutionary medicine ఆసక్తి చూపడానికి ఒక కారణం.

పాలు తాగే అలవాటుకూ పరిణామ చరిత్ర ఉంది

ఆహారం, genes మధ్య సంబంధానికి పాలు ఒక చక్కని ఉదాహరణ. శిశువులకు పాలను జీర్ణం చేయడానికి lactase అనే enzyme అవసరం. సాధారణంగా బాల్యం తరువాత ఈ enzyme ఉత్పత్తి తగ్గుతుంది. అందువల్ల పెద్దవయసులో lactoseను పూర్తిగా జీర్ణం చేయలేని పరిస్థితి ప్రపంచవ్యాప్తంగా చాలా మందిలో సహజంగానే కనిపిస్తుంది. పాలు తీసుకున్న తరువాత bloating, gas, diarrhoea వంటి లక్షణాలు రావడానికి ఇది ఒక కారణం.

అయితే పశుపోషణ, పాల వినియోగం దీర్ఘకాలం కొనసాగిన కొన్ని జనాభాల్లో పెద్దవయసులో కూడా lactase ఉత్పత్తి కొనసాగడానికి సహాయపడే genetic variants విస్తరించాయి. దీనినే lactase persistence అంటారు. భారతదేశంలో కూడా ఈ లక్షణం అన్ని ప్రాంతాల్లో ఒకే స్థాయిలో లేదు. ఉదాహరణకు, హర్యానాలోని Ror populationలో lactase-persistenceకు సంబంధించిన variants 85 శాతానికి పైగా ఉన్నట్లు మూల కథనం ప్రస్తావిస్తుంది.

ఇది evolution గురించి ఒక ముఖ్యమైన విషయాన్ని చెబుతుంది. ఆహారం మన శరీరాన్ని మాత్రమే ప్రభావితం చేయదు; చాలా దీర్ఘకాలంలో మన ఆహార సంస్కృతి, మన genes పరస్పరం ప్రభావితం చేసుకునే అవకాశం కూడా ఉంటుంది. దీనినే gene-culture coevolutionగా అధ్యయనం చేస్తారు.

విటమిన్ లోపం వెనుక ఆహారమే కాదు

Vitamin D, Vitamin B12 వంటి deficienciesను సాధారణంగా ఆహారం, సూర్యరశ్మి, absorption సమస్యలతో ముడిపెడతాం. అవే ప్రధాన కారణాలు కావచ్చు. కానీ vitamin metabolism, transport, absorptionలో పాల్గొనే biological pathwaysలో genetic differences కూడా వ్యక్తుల మధ్య ఉండవచ్చు. అందువల్ల ఒకే విధమైన జీవనశైలి ఉన్న వ్యక్తుల్లో కూడా vitamin levelsలో తేడాలు కనిపించవచ్చు.

ఈ విషయం nutritionను కూడా భవిష్యత్తులో మరింత personalisedగా చూడాల్సిన అవసరాన్ని సూచిస్తోంది. అయితే genetic explanation ఆకర్షణీయంగా ఉందనే కారణంతో ప్రతి deficiencyని DNAకు ఆపాదించడం సరికాదు. వైద్యపరంగా సాధారణ కారణాలను పరిశీలించిన తరువాత మాత్రమే genetic factorsకు ఎంత ప్రాధాన్యం ఉందో నిర్ణయించాలి. మూల కథనంలోని ఇంటర్వ్యూలలోనూ Vitamin D, B12 లోపాలకు genetic components ఉండే అవకాశాన్ని ప్రస్తావించారు.

ఒకే మందు… ఒక్కొక్క శరీరంలో ఒక్కో ప్రయాణం

ఆధునిక genomic medicineలో అత్యంత ఆసక్తికరమైన రంగం pharmacogenomics. ఒక మందు మన శరీరంలోకి వెళ్లిన తరువాత దాన్ని absorb చేయడం, అవసరమైన చోటుకు తరలించడం, enzymes ద్వారా metabolise చేయడం, చివరకు బయటకు పంపించడం వంటి అనేక ప్రక్రియలు జరుగుతాయి. ఈ ప్రక్రియలను ప్రభావితం చేసే genesలో వ్యక్తుల మధ్య variations ఉండటం వల్ల ఒకే medicine ఒకరిలో వేగంగా metabolise కావచ్చు, మరొకరిలో నెమ్మదిగా కావచ్చు. ఫలితంగా efficacy లేదా side effectsలో తేడాలు రావచ్చు.

ఇక్కడే precision medicine అనే భావన ప్రాధాన్యం పొందుతోంది. ప్రస్తుతం వైద్యంలో ఒక వ్యాధికి clinical evidence ఆధారంగా సాధారణంగా ప్రభావవంతమైన మందు, doseను ఎంపిక చేస్తారు. భవిష్యత్తులో కొన్ని సందర్భాల్లో దీనికి genetic information కూడా తోడవుతుంది. ఒక వ్యక్తి genetic profile, clinical condition, lifestyle, ఇతర మందులు—ఇవన్నీ కలిపి అతనికి సరిపోయే treatmentను ఎంచుకునే దిశగా వైద్యం క్రమంగా కదులుతోంది.

కానీ ఈ ప్రయాణంలో భారతదేశానికి ఒక ప్రత్యేక సమస్య ఉంది. ప్రపంచ genomic databasesలో యూరోపియన్ ancestry ఉన్న ప్రజల data చాలా కాలంగా అధికంగా ఉంది. భారతదేశంలాంటి అపారమైన genetic diversity ఉన్న దేశంలో ఇతర జనాభాల ఆధారంగా రూపొందించిన disease-risk modelsను యథాతథంగా ఉపయోగిస్తే వాటి predictive accuracy తగ్గవచ్చు. భారతీయుల్లో సాధారణంగా ఉండే ఒక variant అంతర్జాతీయ databaseలో అరుదుగా నమోదై ఉంటే దాని clinical interpretation కూడా కష్టమవుతుంది. అందుకే భారతీయులపై పెద్ద స్థాయిలో genomic data సేకరించడం కేవలం scientific prestigeకు సంబంధించిన విషయం కాదు; భవిష్యత్ వైద్యానికి అవసరమైన మౌలిక వసతి.

భారతీయులకోసం భారతీయ Genome

ఈ నేపథ్యంలో GenomeIndia Project ఒక కీలకమైన అడుగు. మూల కథనం ప్రకారం, దేశంలోని 83 population groupsకు చెందిన సుమారు 10,000 మంది whole genomes అధ్యయనం చేయబడ్డాయి. ఈ ప్రయత్నంలో ప్రపంచ databasesలో ఇంతకు ముందు నమోదు కాని అనేక genetic variants బయటపడ్డాయి. భారతదేశంలోని విస్తారమైన genetic diversityను documentation చేయడం ద్వారా disease-associated variantsను మరింత ఖచ్చితంగా అర్థం చేసుకోవడం, అరుదైన genetic disorders diagnosisను మెరుగుపరచడం, population-specific risk models రూపొందించడం, pharmacogenomics పరిశోధనలకు పునాది వేయడం వంటి అవకాశాలు ఏర్పడుతున్నాయి.

భవిష్యత్తులో ఒక చిన్నారి అరుదైన వ్యాధితో ఆసుపత్రికి వచ్చినప్పుడు diagnosis కోసం సంవత్సరాల పాటు తిరగాల్సిన పరిస్థితి తగ్గవచ్చు. ఒక కుటుంబంలో hereditary disease ఉంటే దాని genetic basisను త్వరగా గుర్తించవచ్చు. కొన్ని మందులకు తీవ్రమైన adverse reaction వచ్చే అవకాశం ఉన్న వ్యక్తులను ముందుగానే గుర్తించే పరిస్థితి రావచ్చు. Diabetes లేదా cardiovascular disease విషయంలో clinical indicatorsతో పాటు validated genetic risk informationను ఉపయోగించే అవకాశం పెరగవచ్చు. ఇవన్నీ వెంటనే అందుబాటులోకి వచ్చే అద్భుత పరిష్కారాలు కావు. కానీ genomics వైద్యంలో తెరుస్తున్న దిశ మాత్రం ఇదే.

DNA పరీక్ష — జాతకం కాదు

Genetic testing అందుబాటులోకి రావడంతో మరో సమస్య కూడా మొదలైంది. ఆరోగ్యంగా ఉన్న వ్యక్తి తన genome మొత్తం పరీక్షించుకొని భవిష్యత్తులో తనకు ఏ వ్యాధి వస్తుందో ముందే తెలుసుకోవచ్చనే భావన పెరుగుతోంది. వాస్తవం అంత సరళంగా ఉండదు. ఒక disease-associated variant ఉండటం, ఆ disease రావడం రెండూ ఒకటే కాదు. కొన్ని variants ప్రమాదాన్ని స్వల్పంగా పెంచుతాయి; కొన్ని ప్రత్యేక పరిస్థితుల్లోనే ప్రభావం