211service.com
Zobacz, jak daleko zaszła medycyna precyzyjna
Sceptycy twierdzą, że leki oparte na spostrzeżeniach genetycznych są niedostatecznie dostarczane. Ale spójrz uważnie, a są wszędzie.
23 października 2018
Koalicja Medycyny Personalizowanej
Jeszcze tej jesieni liczba osób, które napluły do probówki i wysłały swoje DNA do największych firm zajmujących się testowaniem DNA, takich jak Ancestry i 23andMe, prawdopodobnie przekroczy 20 milionów. Do tej pory lista z pewnością obejmuje niektórych kolegów z klasy i sąsiadów. Jeśli tylko się dostrajasz, ta liczba będzie wydawać się ogromna. I możesz się zastanawiać: jak się tu dostaliśmy?
Odpowiedź jest krok po kroku. Liczba osób otrzymujących raporty DNA podwaja się mniej więcej co roku od 2010 roku. Liczby te rosną teraz o milion każdego miesiąca, a repozytoria DNA są tak duże, że umożliwiają nowe zaskakujące aplikacje. Konsumenci otrzymują naukowe prognozy dotyczące tego, czy wyłysieją, czy zachorują na raka. W tym roku śledczy zaczęli wykorzystywać dane DNA konsumentów do przechwytywania przestępców. Trwają ogromne poszukiwania przyczyn bezsenności i inteligencji. A 23andMe zawarło tego lata umowę o wartości 300 milionów dolarów z firmą farmaceutyczną GlaxoSmithKline na opracowanie spersonalizowanych leków, zaczynając od leczenia choroby Parkinsona. Chodzi o to, że leki celowane mogą pomóc niewielkiej podgrupie pacjentów z chorobą Parkinsona z konkretnym błędem genu, który 23andMe może łatwo znaleźć w swojej bazie danych.
Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2018 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Od czasu Projektu Ludzkiego Genomu — trwającego 13 lat, wartego 3 miliardy dolarów wysiłku rozszyfrowania ludzkiego kodu genetycznego — naukowcy i lekarze przewidywali nadejście medycyny precyzyjnej. Jest to termin bez uzgodnionej definicji, chociaż najmocniej sugeruje rodzaje leków, które stosują Glaxo i 23andMe: bardziej ukierunkowane i bardziej skuteczne, ponieważ uwzględniają szczególny skład genetyczny danej osoby. Prezydent Bill Clinton, podczas odsłonięcia pierwszego szkicu genomu w czerwcu 2000 roku, powiedział, że dane zrewolucjonizują diagnostykę, zapobieganie i leczenie większości, jeśli nie wszystkich chorób człowieka.
Szukam lepszych leków
Odsetek pacjentów, którzy faktycznie odnoszą korzyści z najlepiej sprzedającego się leku w każdej kategorii.
Schork, NJ, Natura; PubMed
Prawie dwie dekady po tych wielkich obietnicach modne jest pytanie, dlaczego medycyna precyzyjna nie przyniosła więcej. Raport w New York Times tego lata, zauważając, że liczba zgonów z powodu raka nadal znacznie przewyższa liczbę wyleczeń, zapytał: Czy jesteśmy wprowadzani w błąd co do medycyny precyzyjnej? Jednym z powodów tego pozornie powolnego postępu jest to, że nie każda medycyna precyzyjna obejmuje leki. W miarę jak polowania na geny zyskują na znaczeniu – ostatnie obejmują porównania ponad miliona danych DNA i zdrowia ludzi – pojawił się niewygodny fakt dotyczący wielu powszechnych chorób: w zasadzie nie mają one jednej przyczyny. Zamiast tego wiele setek genów odgrywa niewielką rolę i nie ma oczywistego punktu, w którym należy interweniować za pomocą pigułki.
Więc zamiast leków, widzimy nową naukę predykcyjną, w której genetyczne profile ryzyka mogą wskazywać, którzy ludzie powinni obniżyć ciśnienie krwi, którzy powinni przygotować się na chorobę Alzheimera, a którzy pacjenci z rakiem nie odniosą korzyści z chemioterapii i mogą pominąć ciężka próba. Oczywiście tego rodzaju prognozy nie są powszechnie akceptowane i trudno jest skłonić ludzi do zmiany swojego zachowania. Jednak dla wielu ludzi te prognozy mogą zacząć oferować konkretną drogę do precyzyjnego zdrowia i poszerzenia wiedzy na temat własnej biologii.
Informacja genetyczna eksploduje
Po lewej: Koszt sekwencjonowania genomu
Po prawej: liczba osób, które kupiły konsumenckie testy DNA
Spójrz poza raka i kilka ostatecznych lekarstw mieć przybył. Podobnie jak w przypadku tych rosnących milionów, wysyłających swoje DNA, łatwo jest przeoczyć zmianę, zanim będzie wszędzie. Oto tylko dwa warte odnotowania leki: lek, który usuwa wirusowe zapalenie wątroby typu C u 90% osób, które go przyjmują, oraz eksperymentalna terapia genowa, która leczy rzadką, śmiertelną i wcześniej nieuleczalną chorobę wieku dziecięcego, rdzeniowy zanik mięśni. Chociaż te metody leczenia pochodzą z różnych zakątków biologii, ważne jest to, co je łączy: każdy korzysta ze szczegółowego zrozumienia informacji genetycznej oraz narzędzia do kontrolowania tego.
W naszym myśleniu te leki wykazują prawdziwą precyzję. Pigułka hep C, zwana Sovaldi, składa się z substancji chemicznej, której replikujący się wirus nie może się oprzeć, ale kiedy lek wejdzie w kontakt z genomem wirusa, replikacja szybko się zatrzymuje. Tymczasem leczenie rdzeniowego zaniku mięśni jest genetyczną częścią zastępczą. Dzięki terapii genowej lekarze mogą dodać świeże instrukcje DNA do komórek nerwowych dziecka. Kilkanaście dzieci, które przeszły terapię w młodym wieku, nie rozwijają choroby.
Wszystko to sięga czasów poprzedzających Projekt Ludzkiego Genomu. Pomyśl zamiast o fundamentalnym akcie przemysłu biotechnologicznego sprzed 40 lat. 6 września 1978 r. Genentech ogłosił udaną laboratoryjną produkcję ludzkiej insuliny. Wcześniej diabetycy wstrzykiwali insulinę od świń. Wyekstrahowanie ośmiu uncji (227 gramów) czystej insuliny wymagało około dwóch ton części wieprzowych. Ale Genentech znalazł sposób na połączenie ludzkiej wersji genu produkującego insulinę w… E coli bakterie, które następnie wytwarzały hormon. Genentech nadal utrzymuje 40-letnią informację prasową w Internecie.
Dla domów farmaceutycznych XX wieku, mających swoje korzenie w komercyjnym wytwarzaniu barwników i chemii syntetycznej, te nowe leki biotechnologiczne wyglądały na pierwszy rzut oka na pokaz. Były trudne do wykonania i niewygodne do przyjęcia (głównie przez wstrzyknięcie). Giganci farmaceutyczni mogli łatwo uwierzyć, że ich sposób działania zawsze będzie dominował. Aż do lat 90. jedna firma farmaceutyczna Merck była bardziej wartościowa niż wszystkie firmy biotechnologiczne razem wzięte. Prawdopodobnie wydawało się, że biotechnologia nigdy nie nadejdzie — dopóki się nie pojawi. Spośród 10 najlepiej sprzedających się leków w Stanach Zjednoczonych w 2017 r. siedem (w tym najlepiej sprzedający się lek na zapalenie stawów Humira) to leki biotechnologiczne oparte na przeciwciałach. Przeciwciała również ucieleśniają precyzję biologiczną. Te maleńkie białka krwi, zwykle będące częścią naszej odpowiedzi immunologicznej, pasują – jak klucz w zamku – do innych cząsteczek, takich jak te rozsiane na powierzchni komórki rakowej. I podobnie jak insulina, często są konstruowane przy użyciu kodu DNA pobranego z naszych ciał.
Leki oparte na DNA
Po lewej: Odsetek opracowywanych leków, które mogą być dostosowane do profilu genetycznego danej osoby
Po prawej: liczba 10 najlepiej sprzedających się leków w USA, które są cząsteczkami biologicznymi
Insulina i przeciwciała mają działać na wszystkich w ten sam sposób. Ale genomy dwóch osób nie są dokładnie takie same — około 1% liter DNA różni się między każdym z nas. Różnice te mogą wyjaśniać, dlaczego jedna osoba jest chora, a inna nie, lub dlaczego wersja cukrzycy u jednej osoby różni się od innej. Leki, które uwzględniają te różnice w informacji genetycznej, nazywane są lekami celowanymi.
Lek przeciwnowotworowy Herceptin, przeciwciało, które pojawiło się na rynku w 1998 roku, był jednym z pierwszych. Był skuteczny, ale głównie u osób, u których nowo zdiagnozowany rak piersi rozwijał się z powodu określonych uszkodzeń genetycznych – około 20% przypadków. Zależało to od genomu samego guza. Herceptin wszedł na rynek z ostrzeżeniem, że aby go zdobyć, należy najpierw wykonać test, aby sprawdzić, czy odniesiesz korzyści. Według amerykańskiego National Cancer Institute na rynku jest obecnie ponad 80 takich celowanych leków przeciwnowotworowych.
Krytycy słusznie argumentują, że takie leki nadal są zbyt małe dla zbyt małej liczby osób przy zbyt wysokich kosztach (często 10 000 USD miesięcznie). W rzeczywistości, ogólnie rzecz biorąc, ci, którzy przeżyli raka, nadal niewiele zawdzięczają celowanym lekom. Greg Simon, który kieruje inicjatywą Biden Cancer Initiative, powiedział, że największym czynnikiem decydującym o tym, kto przeżyje raka, jest to, kto ma ubezpieczenie, a nie to, czy istnieje lek pasujący do ich mutacji. Niektórzy uważają, że spędzamy zbyt dużo czasu na poszukiwaniach w świetle lampy rzucanym przez narzędzia genetyczne. Być może skusiła nas technologia sekwencjonowania genów – zwykła czarodziejstwo możliwości spojrzenia na jądro genetyczne raka, napisał tego lata zdobywca nagrody Pulitzera, lekarz onkolog Siddhartha Mukherjee.
Wielkie pytania wymagają dużych zbiorów danych
Badania wykorzystują DNA większej liczby osób niż kiedykolwiek
Wielkie pytania wymagają dużych zbiorów danych
2002
Japońscy naukowcy stosują nowe podejście — badanie asocjacyjne całego genomu — do poszukiwania przyczyn zawału serca.
2005
Polowanie na geny ujawnia krytyczne mutacje, które zwiększają ryzyko zwyrodnienia plamki żółtej, która jest częstą przyczyną ślepoty.
2010
Firma 23andMe zajmująca się testami konsumenckimi dostarcza dane użytkowników do wyszukiwania genów choroby Parkinsona.
2013
FDA rozprawia się z firmami zajmującymi się testami konsumenckimi, które oferują genetyczne prognozy zdrowotne na podstawie DNA, nazywając wyniki niewiarygodnymi.
2015
Dlaczego niektórzy ludzie są grubsi od innych? Wskazówki z badań genetycznych są szybko oferowane konsumentom w postaci testów DNA na dietę.
2017
Ogromna skarbnica danych genowych z brytyjskiego Biobanku pozwala na jednoczesną analizę 2000 ludzkich cech i chorób.
2018
Naukowcy identyfikują geny powiązane z sukcesem edukacyjnym. Ostrzegają przed wykorzystywaniem wyników jako testu IQ DNA.
Poszukiwanie genów odpowiedzialnych za bezsenność jest największym badaniem genetycznym w historii. W dużej mierze opiera się na konsumenckiej bazie danych DNA 23andMe.
Ma rację, że impuls w kierunku medycyny precyzyjnej, niech to szlag, bierze się z nowej technologii. To jest to może zrobić? . Dzięki temu możesz mieć pewność, że na horyzoncie pojawi się jeszcze większa personalizacja. Genentech (który stworzył Herceptin) wyobraża sobie teraz, co nazywa szczepionkami przeciwnowotworowymi, dostosowanymi nie tylko do szerokich podtypów ludzi, ale także do unikalnej sygnatury guza danej osoby. Nowe podejście obejmuje zbieranie informacji o osobliwościach raka danej osoby poprzez szybkie sekwencjonowanie genomu; używanie oprogramowania do analizowania i przewidywania, jak będzie wyglądał niestandardowy lek biologiczny (będą to odwrócone obrazy przeciwciał, zwanych antygenami, które stymulują układ odpornościowy); a następnie szybko go wyprodukować. Żadne dwie z tych szczepionek nie byłyby takie same. Zwróć też uwagę na to: jeśli i kiedy amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zatwierdzi te szczepionki, nie będzie zielone światło dla konkretnego związku. Zamiast tego zatwierdzi skomputeryzowaną proces za przekształcanie informacji DNA w narkotyki.
Medycyna programowalna i przewidywalna jak komputer? Pomysł zaczął wywierać duży wpływ w Dolinie Krzemowej, gdzie niektóre z największych nazwisk w dziedzinie technologii postrzegają biologię jako kod, który mogą złamać. Jednym z nich jest Marc Andreessen (najbardziej znany z wynalezienia przeglądarki internetowej). Fundusz venture, którego był współzałożycielem, Andreessen Horowitz lub a16z, przeznaczył od 2015 roku łącznie 650 milionów dolarów na inwestycje w biotechnologię. Jak głosi z podziwem blog firmy, nie tylko czytasz kodeks biologii, ale możesz też z nim pisać lub projektować.
Witamy w biotechnologii, a16z. A jednak do czegoś się zbliżają. Nawet 40 lat po komunikacie prasowym firmy Genentech na temat insuliny inżynieria genetyczna jest cudem, który warto na nowo odkryć. Możliwość zobaczenia, zrozumienia i manipulowania ludzkimi genami i wytwarzanymi przez nie białkami jest wielkim postępem, który wciąż rozwija się w całej swojej ogromnej złożoności cztery dekady później. Biologia nie jest tak zgrabna jak program komputerowy, ale stopniowo uczymy się, jak ją kontrolować. Do enzymów i przeciwciał dodaliśmy terapię genową i edycję genów. Nie zsekwencjonowaliśmy jednego genomu — zsekwencjonowaliśmy milion. Wnikliwy obserwator może zdać sobie sprawę, że przeszliśmy już długą drogę.