Pierwsi zwolennicy sekwencjonowania genomu dokonali mylących prognoz dotyczących jego potencjału w medycynie. Natali_Mis/Shutterstock.com

Lekarz z izby przyjęć, początkowo niezdolny do zdiagnozowania zdezorientowanego pacjenta, znajduje na nim kartę wielkości portfela, umożliwiającą dostęp do jego genomu lub całego DNA. Lekarz szybko przeszukuje genom, diagnozuje problem i odsyła pacjenta na terapię genową. To właśnie zdobywca nagrody Pulitzera dziennikarz wymyślił journalist Rok 2020 wyglądałby tak, jak w 1996 roku donosiła o Projekcie Ludzkiego Genomu.

Nowa era w medycynie?

Human Genome Project to międzynarodowa współpraca naukowa, która z powodzeniem zmapowała, zsekwencjonowała i publicznie udostępniła zawartość genetyczną ludzkich chromosomów – lub całego ludzkiego DNA. Realizowany w latach 1990-2003 projekt skłonił wielu do spekulacji na temat przyszłości medycyny. W 1996 roku Walter Gilbert, laureat Nagrody Nobla, powiedziany, „Wyniki Projektu Ludzkiego Genomu spowodują ogromną zmianę w sposobie, w jaki możemy leczyć i zwalczać problemy związane z chorobami ludzkimi”. W 2000 roku Francis Collins, ówczesny szef HGP w Narodowych Instytutach Zdrowia, Przewiduje„Być może za 15 lub 20 lat zobaczysz całkowitą przemianę w medycynie terapeutycznej”. W tym samym roku prezydent Bill Clinton stwierdził, Projekt Genomu Ludzkiego „zrewolucjonizowałby diagnostykę, zapobieganie i leczenie większości, jeśli nie wszystkich chorób człowieka”.

Prezydent Clinton, otoczony przez J. Craiga Ventera po lewej i Francisa Collinsa po prawej, ogłasza ukończenie szkicu ludzkiego genomu 26 czerwca 2000 roku. Zdjęcie AP/Rick Bowmer

Jest rok 2020 i nikt nie nosi karty genomowej. Lekarze zazwyczaj nie badają Twojego DNA, aby Cię zdiagnozować lub leczyć. Dlaczego nie? Jak wyjaśniam w niedawnym artykuł w Journal of Neurogenetics, przyczyny powszechnych wyniszczających chorób są złożone, więc zazwyczaj nie można ich poddać prostym terapiom genetycznym, pomimo nadziei i szumu, że jest inaczej.

Przyczyna jest złożona

Pomysł, że pojedynczy gen może powodować powszechne choroby, istnieje od kilkudziesięciu lat. Pod koniec lat 1980. i na początku lat 1990. prestiżowe czasopisma naukowe, w tym Nature i JAMA, ogłosiły jednogenowy związek przyczynowy dwubiegunowa, schizofrenia i alkoholizm, między innymi warunkami i zachowaniami. Te artykuły zwróciły ogromna uwaga popularne media, Ale były wkrótce wycofane or powiodło próby at replikacja. Te przewartościowania całkowicie podważyły ​​początkowe wnioski, na których często opierano się błędne testy statystyczne. Biolodzy byli na ogół świadomi tych zmian, chociaż badania uzupełniające cieszyły się niewielką uwagą w popularnych mediach.

Rzeczywiście istnieją pojedyncze mutacje genów, które powodują wyniszczające zaburzenia, takie jak: choroba Huntingtona. Jednak większość powszechnych wyniszczających chorób nie jest spowodowanych mutacją jednego genu. Dzieje się tak, ponieważ ludzie, którzy mają wyniszczające choroby genetyczne, średnio nie przeżywają wystarczająco długo, aby mieć wiele zdrowych dzieci. Innymi słowy, istnieje silna ewolucyjna presja przeciwko takim mutacjom. Choroba Huntingtona jest wyjątkiem, który trwa, ponieważ zazwyczaj nie daje objawów, dopóki pacjent nie przekroczy wieku rozrodczego. Chociaż nowe mutacje w wielu innych chorobach powodujących niepełnosprawność pojawiają się przypadkowo, nie pojawiają się one często w populacji.

Zamiast tego, najczęstsze wyniszczające choroby są spowodowane kombinacją mutacji w wielu genach, z których każdy ma bardzo niewielki wpływ. Oddziałują one ze sobą oraz z czynnikami środowiskowymi, modyfikując produkcję białek z genów. Pewną rolę może również odgrywać wiele rodzajów drobnoustrojów żyjących w ludzkim ciele.

W przypadku większości chorób poprawka genetyczna srebrnej kuli jest wciąż nieuchwytna. drpnncpptak/Shutterstock.com

Ponieważ powszechne poważne choroby rzadko są powodowane mutacjami pojedynczego genu, nie można ich wyleczyć, zastępując zmutowany gen normalną kopią, co jest przesłanką do terapii genowej. Terapia genowa stopniowo postępował w badaniach na bardzo wyboistej ścieżce, która obejmowała przypadkowe spowodowanie białaczka i przynajmniej jedna śmierć, ale lekarze ostatnio skutecznie leczą niektóre rzadkie choroby w którym duży wpływ miała mutacja jednego genu. Terapia genowa rzadkich zaburzeń jednogenowych prawdopodobnie odniesie sukces, ale musi być dostosowana do każdego indywidualnego stanu. Ogromny koszt i stosunkowo niewielka liczba pacjentów, którym takie leczenie może pomóc, mogą w takich przypadkach stworzyć bariery finansowe nie do pokonania. W przypadku wielu chorób terapia genowa może nigdy nie być przydatna.

Nowa era dla biologów

Projekt ludzkiego genomu wywarł ogromny wpływ na prawie każdą dziedzinę badań biologicznych, stymulując postęp techniczny, który umożliwia szybkie, precyzyjne i stosunkowo niedrogie sekwencjonowanie i manipulację DNA. Ale te postępy w metodach badawczych nie doprowadziły do ​​radykalnych ulepszeń w leczeniu powszechnych wyniszczających chorób.

Chociaż nie możesz przynieść swojej karty genomowej na następną wizytę u lekarza, być może uda ci się uzyskać bardziej zniuansowane zrozumienie związku między genami a chorobą. Dokładniejsze zrozumienie przyczyn choroby może uchronić pacjentów przed nierealistycznymi historiami i fałszywymi obietnicami.

O autorze

Ari Berkowitz, prezydencki profesor biologii; Dyrektor Programu dla absolwentów neurobiologii komórkowej i behawioralnej, Uniwersytet Oklahomy

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.