2014 w Biomedicine: Przepisywanie DNA, dekodowanie mózgu i paradoks GMO

Rok w biotechnologii rozpoczął się przełomowym wydarzeniem. Dziesięć lat po tym, jak pierwszy ludzki genom został zdekodowany kosztem około 3 miliardów dolarów, firma Illumina z San Diego, produkująca maszyny do sekwencjonowania, wprowadziła nowy model, Hyseq X-10, który może to zrobić za około 1000 dolarów za genom.

System, który kosztuje 10 milionów dolarów i może dekodować 20 000 genomów rocznie, został przejęty przez duże laboratoria badawcze, start-upy, takie jak J. Craig Venter Ludzka długowieczność (która planuje zsekwencjonować 40 000 osób rocznie), a nawet rząd brytyjski (Wielka Brytania jest pierwszym krajem z narodowym projektem sekwencjonowania genomu).

Francis de Souza, prezes Illuminy, przewidział, że w ciągu dwóch lat zostaną zsekwencjonowane genomy około 1,6 miliona ludzi.

Tanie sekwencjonowanie oznacza zalew informacji i nową rolę technologii zaprojektowanej do obsługi i wykorzystywania dużych zbiorów danych. Gigant wyszukiwania Google był firmą technologiczną najbardziej dostosowaną do tego trendu, uruchamiając projekt naukowy mający na celu gromadzenie danych biologicznych o zdrowych ludziach i oferując przechowywanie dowolnego genomu na swoich serwerach za 25 USD rocznie. Koalicja genetyków wspierana przez Google próbowała wprowadzić standardy techniczne , takie jak te, które rządzą siecią, jako sposób na zorganizowanie internetu DNA, w ramach którego badacze mogą udostępniać dane.

Łatwy dostęp do informacji DNA doprowadził do debat na temat tego, ile konsumenci powinni wiedzieć. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków stwierdziła, że ​​genetyczne testy zdrowotne skierowane bezpośrednio do konsumentów nie są jeszcze gotowe do wprowadzenia na rynek. Ale konsumenci i tak znaleźli sposoby na uzyskanie danych. Tysiące ludzi udało się do nieuregulowanych zakątków Internetu, aby dowiedzieć się o swoich genach, a jednemu ojcu udało się nawet zsekwencjonować DNA swojego nienarodzonego syna, twierdząc, że jest to kontrowersyjny pierwszy.

Najgorętszą technologią roku była nowa metoda inżynierii genetycznej o nazwie CRISPR , potężny nowy system edycji DNA. Chińscy naukowcy wykorzystali go do produkcji genetycznie zmienionych małp w styczniu, a teraz oczekuje się, że inni naukowcy stworzą małpy, które będą modelować ludzkie choroby psychiczne. Jedną z miar znaczenia technologii jest to, że naukowcy walczą teraz o to, kto naprawdę ją wynalazł i kto powinien być właścicielem patentu na nią.

W ciągu roku bioinżynierowie rozwijali się na wszystkich frontach, wykorzystując inne technologie. Widzieliśmy nowe rodzaje terapii komórkowej stosowanej w leczeniu zwyrodnieniowych chorób oczu, pozytywne wyniki badań nad terapią genową, która może wyleczyć HIV oraz odrodzenie formy terapii genowej zwanej interferencją RNA. Rozwój narządów zastępczych również posunął się naprzód, w tym nowe badania pokazujące, jak dodać naczynia krwionośne do tkanki wytwarzanej w laboratorium za pomocą drukarki 3D.

W tym roku 10 z 35 nowych leków zatwierdzonych przez FDA to cząsteczki biologiczne, takie jak przeciwciała lub zastrzyki białkowe. To był rekord. A FDA twierdzi, że lista nowych leków wchodzących do testów po raz pierwszy jest zdominowana przez terapie biologiczne.

Te leki biotechnologiczne obejmują najważniejsze przełomowe odkrycia medyczne roku, nową klasę leków przeciwnowotworowych zwaną immunoterapią. Firma farmaceutyczna Merck testowała przeciwciało, które pomaga układowi odpornościowemu rozpoznawać komórki nowotworowe czerniaka — z niemal cudownymi wynikami u niektórych pacjentów. Inne podejście do terapii immunologicznej obejmuje przeprojektowanie białych krwinek danej osoby w celu rozpoznawania i zabijania niektórych rodzajów guzów białaczkowych.

Bioinżynieria nie kończy się na DNA. Inicjatywa US BRAIN, sztandarowy projekt naukowy prezydenta Obamy, ma na celu opracowanie nowych neurotechnologii do pomiaru mózgu i ostatecznego odkrycia kodu neuronowego. Szerokie podejście przyjęte w amerykańskim projekcie kontrastuje z tym, które przyjęto w Europie, gdzie fundusze zostały skierowane na jeden mega-projekt mający na celu stworzenie komputerowych symulacji mózgu, coś, co wywołało ostry ogień ze strony sprzeciwiających się neuronaukowców.

Bioinżynieria — czy to mózgu, nowych leków, czy żywności — może rozwiązać niektóre z największych wyzwań planety. Na przykład uprawy GMO mogą pomóc nam przystosować się do nieprzewidywalnych zmian, jakie mogą przynieść zmiany klimatyczne . Jednak wiele osób nie jest przekonanych, że te pomysły są tak bezpieczne i przydatne, jak obiecują technolodzy. W USA niektórzy przedsiębiorcy mają nadzieję, że nowa technologia edycji genów zwierząt, takich jak bydło mleczne, może skłonić opinię publiczną do ponownego rozważenia sprzeciwu wobec genetycznie zmodyfikowanych zwierząt. W niektórych krajach, takich jak Chiny, gdzie strach przed GMO jest powszechny, rządy zdecydowały się powstrzymać komercjalizację. Jednak, jak informowaliśmy w tym roku, Chiny nadal przeznaczają miliardy dolarów na badania i rozwój w tworzenie zapasów genetycznie zmodyfikowanych roślin.

Dla naukowców jest ironia w sposobie, w jaki rzeczy się rozwijają. W Europie pierwsza zachodnia terapia genowa trafiła do sprzedaży w tym roku (leczy rzadką chorobę wątroby poprzez naprawienie zmutowanego genu) za 1,4 miliona dolarów za dawkę —co czyni go najdroższym lekiem w historii. Jednak kraje europejskie nie widzą podobnej wartości w uprawach GMO i zasadniczo je zabroniły.

George Church, inżynier genetyczny z Harvard Medical School, uważa, że ​​stanowi to paradoks technologiczny. Był źródłem naszego ulubionego cytatu roku: Mamy genetycznie zmodyfikowane istoty ludzkie chodzące po Europie nie jedzące żywności GMO.

ukryć