Με αφορμή τη χθεσινή ανακοίνωση της εταιρίας Illumina για τη διάθεση ενός νέου μηχανήματος αλληλούχησης του DNA -που καθιστά εφικτή την ανάγνωση του ανθρώπινου γονιδιώματος για λιγότερα από $1000- νομίζω πως ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για το πιο ραγδαία εξελισσόμενο πεδίο των επιστημών υγείας, αυτό της Γονιδιωματικής.
Σε προηγούμενο άρθρο, σε αυτό το blog, είχα αναφερθεί εκτενώς στην τεχνολογία της αλληλλούχησης, εξηγώντας παράλληλα και τους λόγους για τους οποίους η ενδελεχής έρευνα σε αυτό το πεδίο πρόκειται να φέρει πιο κοντά στην κλινική πράξη το μεγαλεπήβολο όραμα της εξατομικευμένης ιατρικής.
Η αξιοθαύμαστη πρόοδος της Γονιδιωματικής ξεκίνησε στις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας, όταν αντίπαλες ομάδες από το δημόσιο Πρόγραμμα του Ανθρώπινου Γονιδιώματος και την ιδιωτική εταιρεία Celera δημοσίευσαν τα πρώτα ολοκληρωμένα αποτελέσματα αλληλούχησης του ανθρώπινου DNA. Ο Έρικ Λάντερ ήταν ένας από τους πιο γνωστούς επικεφαλής της ομάδας του δημόσιου τομέα, ενώ τώρα είναι καθηγητής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης και στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, καθώς και διευθυντής του Broad Institute στο Κέιμπριτζ.
O δημοσιογράφος Τζέιμς Φάλοουζ πήρε μια ενδιαφέρουσα συνέντευξη από τον σπουδαίο αυτό ερευνητή για λογαριασμό του περιοδικού The Atlantic, με κύριο θέμα το πως η Γονιδιωματική πρόκειται να μετατρέψει πολλές μορφές καρκίνου από ανίατες/θανατηφόρες σε χρόνιες/διαχειρίσιμες. Καταλαβαίνετε πόσο σημαντική θα ήταν αυτή η εξέλιξη!
Τζέιμς Φάλοουζ: Όλοι έχουμε ακούσει για τα αξιόλογα επιτεύγματα στον τομέα της Γονιδιωματικής, αλλά είναι δύσκολο για όσους δεν είναι επιστήμονες να τα βάλουν σε μια προοπτική. Κατ' αναλογία, λοιπόν, με τον τομέα της αεροδιαστημικής(!), είμαστε ακόμη σε ένα στάδιο όπως οι αδελφοί Ράιτ όταν πραγματοποίησαν τις πρώτες δοκιμαστικές πτήσεις ή μήπως ετοιμαζόμαστε για προσελήνωση στο φεγγάρι;
Έρικ Λάντερ: Σκεφτείτε μια διαφορετική αναλογία, αυτή της παθογενετικής θεωρίας των μικροβίων. Ξεκινώντας από τη θεμελιώδη αντίληψη ότι ορισμένες μολυσματικές ασθένειες προκαλούνται από μικρόβια [διατυπώθηκε γύρω στο 1870], μέχρι την ευρεία διαθεσιμότητα φθηνής πενικιλίνης [κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο] που έσωσε εκατομμύρια ζωές, υπήρξε μια σαρωτική πρόοδος. Αλλά μας πήρε περίπου 75 χρόνια. Με τη Γονιδιωματική ίσως είμαστε στα μισά του δρόμου - σε αντιστοιχία με το 1915.. όταν παρασκευάστηκαν για πρώτη φορά υποτυπώδη αντιβιοτικά.
Τζέιμς Φάλοουζ: Ποια είναι τα επόμενα συγκρίσιμα βήματα στον τομέα της Γονιδιωματικής;
Έρικ Λάντερ: Πριν μπορέσουμε να κατανοήσουμε τη γενετική βάση των κληρονομικών ασθενειών και του καρκίνου, έπρεπε πρώτα να αποκτήσουμε πρόσβαση στην αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος. Χρειάστηκαν, λοιπόν, 15 χρόνια και 3 δισ. δολάρια για την υλοποίηση αυτού του στόχου, ώστε να έχουμε ένα σημείο εκκίνησης/αναφοράς. Ο επόμενος στόχος θα ήταν να καταλάβουμε πώς οι άνθρωποι με μια συγκεκριμένη ασθένεια, είτε πρόκειται για διαβήτη, σχιζοφρένεια ή όγκο των πνευμόνων, διαφέρουν από την εν λόγω αλληλουχία αναφοράς. Αυτό θα απαιτούσε την εξέταση γονιδιωμάτων χιλιάδων ανθρώπων, ώστε να εντοπιστούν οι αλλαγές στο γονιδίωμα τους. [Να θυμάστε ότι χρειάστηκαν 15 χρόνια και 3 δισεκατομμύρια δολάρια για να "διαβάσουμε" την αλληλουχία ενός ανθρώπου.] Η ιδέα να το κάνουμε αυτό χιλιάδες φορές θα φάνταζε εντελώς εκτός πραγματικότητας - αν εξαιρέσει κανείς την απίστευτη μείωση του κόστους αλληλούχησης κατά περίπου ένα εκατομμύριο φορές τα τελευταία 12 χρόνια! Αυτό μας επέτρεψε να εξετάσουμε χιλιάδες ανθρώπους και να εντοπίσουμε τις διαφορές μεταξύ τους, ώστε να ανακαλύψουμε κρίσιμα γονίδια που προκαλούν καρκίνο, αυτισμό, καρδιακές παθήσεις ή σχιζοφρένεια.
Για πρώτη φορά, μετά από 25 χρόνια Γονιδιωματικής, μπορούμε να έχουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα και αντίληψη του τι πραγματικά συμβαίνει. Ο ρυθμός της προόδου είναι απλά εκπληκτικός. Δεδομένου ότι το κόστος αλληλούχησης συνεχίζει να μειώνεται δραματικά, εισερχόμαστε σε μια περίοδο κατά την οποία πρόκειται να αποκτήσουμε πλήρη λίστα των υπεύθυνων γονιδίων για κάθε νόσο! Νομίζω ότι αυτό θα πάρει πέντε ή έξι χρόνια ακόμη. Αυτό βέβαια δε σημαίνει ότι θα έχουμε και τη θεραπεία για την αντίστοιχη ασθένεια. Στο επόμενο επίπεδο, θα πρέπει να μελετήσουμε πώς αυτές οι μεμονωμένες γενετικές συνιστώσες σχηματίζουν δίκτυα και λειτουργικά κυκλώματα εντός του κυττάρου. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι αυτή τη στιγμή ανακαλύπτουμε τα μέρη ενός Boeing 747 και τα τοποθετούμε σχολαστικά στο πάτωμα ενός υπόστεγου. Αυτό είναι πραγματικά πολύ εντυπωσιακό από μόνο του.. να είσαι σε θέση να απομονώσεις και να χαρακτηρίσεις όλα αυτά τα συστατικά μέρη! Παρ' όλα αυτά, το αεροπλάνο δεν πετάει ακόμα. Η νέα γενιά επιστημόνων πρόκειται να υλοποιήσει αυτό το στόχο. Δηλαδή, να ανακαλύψει πως τα μεμονωμένα μέρη μπορούν να συναρμοστούν μεταξύ τους και να συνθέσουν ένα λειτουργικό σύνολο.
Τζέιμς Φάλοουζ: Νιώθω κυνικός που το ρωτάω αυτό, αλλά πότε πρόκειται οι ασθενείς να δουν αποτελέσματα; Αυτές οι θεραπείες είναι δεκαετίες μακριά ή απέχουν μόνο λίγα χρόνια;
Έρικ Λάντερ: Είναι σημαντικό να προσδιορίσουμε τους στόχους μας. Η ανάπτυξη φαρμάκων έχει ήδη αλλάξει δραματικά με την έλευση της νέας γνώσης. Υπάρχουν 800 διαφορετικά αντικαρκινικά φάρμακα σε φάση κλινικής ανάπτυξης. Παλαιότερα, τα φάρμακα κατά του καρκίνου συνήθιζαν να είναι κυταρικά δηλήτηρια, αλλά σχεδόν όλα τα νέα στοχεύουν σε συγκεκριμένα γονιδιακά προϊόντα και επομένως αποφεύγονται εκτεταμένες και ανεπιθύμητες βλάβες σε υγιή κύτταρα.
Αυτό είναι μόνο η αρχή. Μερικά από τα νέα φάρμακα κατά του καρκίνου μπορούν ως εκ θαύματος να εξαφανίσουν τους όγκους. Το πρόβλημα είναι ότι, μετά από ένα χρόνο, ο καρκίνος σε πολλές περιπτώσεις επανέρχεται επειδή μερικά από τα κύτταρα έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα. Έτσι, οι επιστήμονες στον τομέα της Γονιδιωματικής αναζητούν τις νέες μεταλλάξεις που προσδίδουν ανθεκτικότητα και προσπαθούν να στοχεύσουν αυτές.
Θυμάστε τη δεκαετία του 1980, όταν η μόλυνση από τον ιό HIV ήταν μια θανατηφόρα ασθένεια; Πως έγινε μέσα σε λίγα χρόνια αντιμετωπίσιμη, με το προσδόκιμο ζωής των ασθενών να πλησιάζει αυτό των μη ασθενών; Ήταν ο θαυματουργός συνδυασμός τριών φαρμάκων! Οποιοδήποτε από αυτά τα φάρμακα μόνο του δεν μπορούσε να αντιμετωπίσει τον ιό. Αλλά με το συνδυασμό των τριών, η πιθανότητα ο ιός να επανέλθει δριμύτερος είναι απειροελάχιστη.
Αυτό πρόκειται να συμβεί και στον καρκίνο. Εάν δεν γνωρίζατε την ιστορία με τον HIV, θα ήταν λογικό να νιώθετε απογοητευμένοι: τόσος κόπος για την ανάπτυξη ενός φαρμάκου και ένα χρόνο αργότερα ο καρκίνος εμφανίζει ανθεκτικότητα. Αλλά είναι σημαντικό να καταλάβετε ότι αυτό είναι ένα παιχνίδι πιθανοτήτων. Υπάρχει μόνο ένας πεπερασμένος αριθμός καρκινικών κυττάρων και το καθένα από αυτά έχει μόνο μια ορισμένη πιθανότητα μετάλλαξης. Αν μπορέσουμε να επιτεθούμε στα καρκινικά κύτταρα με δύο ή τρεις ανεξάρτητους/διαφορετικούς τρόπους, τότε θα κερδίσουμε! Αρκεί να επενδύσουμε σε αυτή τη στρατηγική με όλες μας τις δυνάμεις και να προσελκύσουμε τους καλύτερους νέους επιστήμονες σε αυτό το πεδίο.
σχόλια