211service.com
De toekomst van het menselijk genoom
In 2003, slechts twee jaar na de officiële publicatie van het ontwerp van het menselijk genoom, schetste het National Human Genome Research Institute (NHGRI) zijn plannen voor het bestuderen van deze veelbelovende nieuwe wetenschappelijke bron. Bijna 1.000 genoomsequenties later heeft het instituut een nieuwe visie opgesteld, die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur, voor het onderzoeken van het menselijk genoom.
Eric Green, directeur van het National Human Genome Research Institute.
Eric Green, directeur van NHGRI, zegt dat dit plan veel specifieker is dan het voorgaande. Het beschrijft specifieke domeinen van onderzoeksactiviteiten, waaronder het begrijpen van het genoom, hoe het werkt en hoe we deze kennis kunnen gebruiken om de wetenschap en praktijk van de geneeskunde te bevorderen. Groen praat met KINDEREN over wat hij hoopt te zien gebeuren in de komende decennia en de belangrijkste hindernissen om daar te komen.
TR: Het is tien jaar geleden sinds de publicatie van het menselijk genoom. Wat kunnen we de komende 10 jaar verwachten?
Groen: het tijdschema is nog steeds wijd open, maar we kunnen ons voorstellen dat we spectaculaire vooruitgang zullen gaan zien in ons begrip van hoe het genoom werkt, hoe ziekte werkt en hoe genomische veranderingen worden geassocieerd met ziekte. Maar echt veranderen van geneeskunde duurt meer dan 10 jaar.
Wat bedoel je met hoe het genoom werkt?
Wat is de functionele bedrading van het genoom? We kennen voor het grootste deel alle genen. Maar we zijn nog maar net aan de oppervlakte gekomen om de tweederde van de elementen te begrijpen die geen genen zijn. We moeten ze catalogiseren en hun choreografie begrijpen. Hoe speelt variatie in deze elementen een rol bij ziekte? Er zijn nog steeds aanwijzingen dat de meeste varianten die verband houden met veelvoorkomende ziekten zich in niet-coderende gebieden van het DNA bevinden, dus het is van cruciaal belang om te begrijpen hoe ze daadwerkelijk risico op ziekte opleveren.
Wat wordt de grootste uitdaging voor de komende vijf tot tien jaar?
Op dit moment zit de grootste uitdaging in data-analyse. We kunnen heel goedkoop grote hoeveelheden data genereren, maar dat overweldigt ons vermogen om het te begrijpen.
Aan de andere kant van het spectrum moeten we genomische informatie in de medische praktijk brengen, wat erg moeilijk is. Er zijn problemen rond vertrouwelijkheid, onderwijs, elektronische medische dossiers, hoe genomische informatie gedurende de hele levensduur te dragen en beschikbaar te maken voor artsen.
Hoe hoopt u het dataprobleem op te lossen?
We hebben geen wondermiddel. En het is niet alleen genomica die deze uitdaging aangaat; heel NIH wordt geconfronteerd met soortgelijke problemen. Eerst moeten we het hardwareprobleem oplossen met voldoende bandbreedte om gegevens rond te sturen en voldoende servers om het op te slaan.
Maar we moeten ook gaan nadenken over hoe we mensen, zowel professionals in de gezondheidszorg als wetenschappers, kunnen opleiden om gemakkelijk bio-informatica aan te kunnen. We moeten de ontwikkeling bevorderen van professionals die expertise hebben in het analyseren van grote datasets van de omvang waar biologen niet over hoefden na te denken. We moeten slimme mensen verleiden tot genomics.
De NHGRI en andere genomics-centra over de hele wereld werken momenteel aan het 1.000 Genomes-project, een poging om 1.000 menselijke genomen te sequensen en te analyseren. Uw nieuwe plan stelt een onderzoek voor onder een miljoen mensen. Waarom zo veel? Is dat realistisch?
Hoe meer we weten over de genomische architectuur van ziekten, hoe meer we zien dat sommige ziekten het gevolg zullen zijn van verzamelingen van zeldzame varianten. We hebben dus steeds meer statistische power nodig om oorzakelijke varianten te vinden.
Er waren eens 1.000 genomen die gek klonken. Nu is er sprake van mensen die wekelijks 1.000 genomen sequensen in hun eigen lab. Wat uiteindelijk meer beperkend is, is wat er aan beide uiteinden moet gebeuren; monsters nemen van goed gefenotypeerde individuen [mensen wiens medische geschiedenis en andere eigenschappen goed gekarakteriseerd zijn] en vervolgens de analyse van hun genoom uitvoeren.
Op dit moment is genoomsequencing nog grotendeels beperkt tot onderzoek. Een van de doelen die u in het plan schetst, is om sequencing over te zetten naar klinische toepassingen. Hoe ga je dit doen?
We starten met proefprojecten. We hebben een aantal subsidieaanvragen gedaan; een daarvan richt zich op de klinische toepassingen van grootschalige sequencing. Een grote barrière zal zijn hoe genomische informatie kan worden samengevoegd in de ontwikkeling van elektronische medische dossiers.
Een van de punten van kritiek op het Human Genome Project is dat het na 10 jaar onderzoek nog geen nieuwe medische behandelingen heeft opgeleverd. Is dat terechte kritiek?
Ik voel me slecht als ons enthousiasme en onze euforie over het voltooien van het genoomproject verkeerd werd geïnterpreteerd om te betekenen dat we 10 jaar later genezing zouden hebben. Maar we hebben ongelooflijke vooruitgang geboekt. Terugkijkend op 2003 bevindt genomics zich op zo'n andere plaats.
Ons nieuwe plan moet realistisch zijn. We willen niet beloven dat er de komende vijf tot tien jaar spectaculaire vooruitgang in de geneeskunde zal plaatsvinden. Het is meer voor de komende 10 tot 20 jaar.
Kun je een voorbeeldziekte geven die het succes van genomics illustreert?
Ziekte van Crohn. Tien jaar geleden was deze ziekte zo ondoorzichtig. Maar een bescheiden aantal studies veranderde de loop van het onderzoek naar die ziekte volledig. Het onderzoek heeft gewezen op medicijnen die voorheen niet aan de ziekte waren gekoppeld. Soortgelijke dingen gebeuren bij diabetes en hartaandoeningen.