Przyszłość ludzkiego genomu

W 2003 roku, zaledwie dwa lata po oficjalnej publikacji projektu ludzkiego genomu, Narodowy Instytut Badań nad Genomem Człowieka (NHGRI) przedstawił swoje plany zbadania tego obiecującego nowego źródła naukowego. Prawie 1000 zsekwencjonowanych genomów później instytut przedstawił nową wizję, opublikowaną dziś w czasopiśmie Natura, do badania ludzkiego genomu.

Eric Green, dyrektor Narodowego Instytutu Badań nad Genomem Człowieka.

Eric Green, dyrektor NHGRI, mówi, że ten plan jest znacznie bardziej szczegółowy niż ten, który pojawił się wcześniej. Określa konkretne obszary działalności badawczej, w tym zrozumienie genomu, sposobu jego działania i sposobu wykorzystania tej wiedzy do dalszego rozwoju nauki i praktyki medycznej. Zielony rozmawia z DZIECI o tym, co ma nadzieję zobaczyć w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat i o głównych przeszkodach na drodze do tego celu.

TR: Minęła dekada od opublikowania ludzkiego genomu. Czego możemy się spodziewać w ciągu najbliższych 10 lat?

Zielony: Harmonogram jest wciąż otwarty, ale możemy sobie wyobrazić, że zaczniemy dostrzegać spektakularne postępy w zrozumieniu, jak działa genom, jak działa choroba i jak zmiany genomowe są powiązane z chorobą. Ale naprawdę zmieniająca się medycyna zajmie więcej niż 10 lat.

Co masz na myśli mówiąc, jak działa genom?

Jakie jest funkcjonalne okablowanie genomu? W większości znamy wszystkie geny. Ale ledwo zarysowaliśmy powierzchnię, aby zrozumieć dwie trzecie elementów, które nie są genami. Musimy je skatalogować i zrozumieć ich choreografię. Jak zmienność tych elementów odgrywa rolę w chorobie? Dowody nadal wskazują, że większość wariantów związanych z powszechnymi chorobami znajduje się w niekodujących regionach DNA, więc zrozumienie, w jaki sposób faktycznie powodują ryzyko choroby, będzie niezwykle ważne.

Jakie będzie największe wyzwanie w ciągu najbliższych 5-10 lat?

W tej chwili największym wyzwaniem jest analiza danych. Możemy generować duże ilości danych bardzo niedrogo, ale to przytłacza naszą zdolność do ich zrozumienia.

Na drugim końcu spektrum musimy wprowadzić informacje genomowe do praktyki medycznej, co jest naprawdę trudne. Istnieją kwestie związane z poufnością, edukacją, elektroniczną dokumentacją medyczną, jak przenosić informacje genomowe przez całe życie i udostępniać je lekarzom.

Jak masz nadzieję rozwiązać problem z danymi?

Nie mamy magicznej kuli. I nie tylko genomika mierzy się z tym wyzwaniem; wszystkie NIH borykają się z podobnymi problemami. Najpierw musimy rozwiązać problem sprzętowy z wystarczającą przepustowością do przesyłania danych i wystarczającą liczbą serwerów do ich przechowywania.

Ale musimy też zacząć myśleć o tym, jak szkolić ludzi, zarówno pracowników służby zdrowia, jak i naukowców, aby byli łatwi w bioinformatyce. Musimy wspierać rozwój profesjonalistów, którzy mają doświadczenie w analizie dużych zbiorów danych o rozmiarach, o których biolodzy nie musieli myśleć. Musimy zachęcić inteligentnych ludzi do genomiki.

NHGRI i inne ośrodki genomiki na całym świecie pracują obecnie nad projektem 1000 genomów, mającym na celu sekwencjonowanie i analizę 1000 ludzkich genomów. Twój nowy plan proponuje badanie miliona ludzi. Dlaczego tak dużo? Czy to realistyczne?

Im więcej rozumiemy o genomicznej architekturze choroby, tym bardziej widzimy, że niektóre choroby będą wynikiem zbioru rzadkich wariantów. Potrzebujemy więc coraz większej mocy statystycznej, aby znaleźć warianty przyczynowe.

Dawno, dawno temu 1000 genomów brzmiało szalenie. Teraz mówi się o ludziach sekwencjonujących 1000 genomów tygodniowo we własnych laboratoriach. To, co ostatecznie jest bardziej ograniczające, to to, co musi się wydarzyć na obu końcach; pobieranie próbek od osób o dobrze fenotypie [ludzi, których historia medyczna i inne cechy są dobrze scharakteryzowane], a następnie przeprowadzanie analizy ich genomu.

Obecnie sekwencjonowanie genomu jest nadal w dużej mierze ograniczone do badań. Jednym z celów nakreślonych w planie jest przejście z sekwencjonowania do zastosowań klinicznych. Jak to zrobisz?

Zaczynamy od projektów pilotażowych. Wydaliśmy szereg wniosków o dotacje; jeden z nich skupia się na klinicznych zastosowaniach sekwencjonowania na dużą skalę. Dużą barierą będzie sposób łączenia informacji genomicznych z rozwojem elektronicznej dokumentacji medycznej.

Jedną z krytyki Projektu Ludzkiego Genomu jest to, że po 10 latach badań nie przyniósł jeszcze nowych metod leczenia. Czy to słuszna krytyka?

Źle się czuję, gdyby nasz entuzjazm i euforia z powodu ukończenia projektu genomu zostały źle zinterpretowane i oznaczały, że 10 lat później będziemy mieli lekarstwa. Ale zrobiliśmy niewiarygodny postęp. Patrząc wstecz na rok 2003, genomika znajduje się w zupełnie innym miejscu.

Nasz nowy plan ma być realistyczny. Nie chcemy składać obietnic, że w ciągu najbliższych 5–10 lat nastąpią spektakularne postępy w medycynie. To bardziej jak w ciągu najbliższych 10 do 20 lat.

Czy możesz podać przykład choroby ilustrującej sukces genomiki?

Choroba Crohna. Dziesięć lat temu ta choroba była tak nieprzejrzysta. Jednak niewielka liczba badań całkowicie zmieniła przebieg badania tej choroby. Badania wskazały na leki, które wcześniej nie były związane z chorobą. Podobne rzeczy dzieją się w cukrzycy i chorobach serca.

ukryć