211service.com
Kijk hoe ver precisiegeneeskunde is gekomen
Sceptici zeggen dat medicijnen op basis van genetische inzichten ondermaats zijn gebleken. Maar kijk goed en ze zijn overal.
23 oktober 2018
Coalitie voor gepersonaliseerde geneeskunde
Ergens dit najaar zal het aantal mensen dat in een buis heeft gespuugd en hun DNA heeft gestuurd naar de grootste consumenten-DNA-testbedrijven, zoals Ancestry en 23andMe, waarschijnlijk de 20 miljoen overschrijden. De lijst zal nu zeker een aantal van je klasgenoten en buren bevatten. Als je gewoon aan het afstemmen bent, lijkt dit cijfer enorm. En je vraagt je misschien af: hoe zijn we hier gekomen?
Het antwoord is beetje bij beetje. Het aantal mensen dat DNA-rapporten krijgt, is sinds 2010 ongeveer elk jaar verdubbeld. De cijfers groeien nu met een miljoen per maand en de DNA-opslagplaatsen zijn zo groot dat ze verrassende nieuwe toepassingen mogelijk maken. Consumenten krijgen wetenschappelijke voorspellingen over of ze kaal worden of kanker krijgen. Onderzoekers zijn dit jaar begonnen met het gebruik van DNA-gegevens van consumenten om criminelen te pakken te krijgen. Er zijn enorme jachten op genen gaande naar de oorzaken van slapeloosheid en intelligentie. En 23andMe sloot deze zomer een deal van $ 300 miljoen met geneesmiddelenbedrijf GlaxoSmithKline om gepersonaliseerde medicijnen te ontwikkelen, te beginnen met behandelingen voor de ziekte van Parkinson. Het idee is dat gerichte medicijnen de kleine subgroep van Parkinson-patiënten met een bepaalde genfout kunnen helpen, die 23andMe gemakkelijk kan vinden in zijn database.
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van november 2018
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
Sinds het Human Genome Project - de 13-jarige inspanning van $ 3 miljard om de menselijke genetische code te ontcijferen - voorspellen onderzoekers en artsen de komst van precisiegeneeskunde. Het is een term zonder overeengekomen definitie, hoewel het het sterkst suggereert alleen de soorten medicijnen die Glaxo en 23andMe nastreven: meer gericht en effectiever omdat ze rekening houden met de specifieke genetische samenstelling van een persoon. President Bill Clinton zei bij de onthulling van het eerste ontwerp van het genoom in juni 2000 dat de gegevens een revolutie teweeg zouden brengen in de diagnose, preventie en behandeling van de meeste, zo niet alle menselijke ziekten.
Op zoek naar betere medicijnen
Het percentage patiënten dat daadwerkelijk profiteert van een bestverkochte drug in elke categorie.
Schork, NJ, Natuur; PubMed
Bijna twee decennia na die grote beloften, is het de vraag waarom precisiegeneeskunde niet meer heeft opgeleverd. Een verslag in de New York Times deze zomer, waarbij hij opmerkte dat het aantal sterfgevallen als gevolg van kanker nog steeds verreweg het aantal genezingen overtreft, vroeg hij: worden we misleid over precisiegeneeskunde? Een reden voor deze schijnbaar langzame vooruitgang is dat niet alle precisiegeneeskunde drugs omvat. Naarmate de jacht op genen in omvang toeneemt - de laatste betreft vergelijkingen van het DNA en de gezondheidsdossiers van meer dan een miljoen mensen - is er een ongemakkelijk feit over veel veel voorkomende ziekten naar voren gekomen: ze hebben over het algemeen geen enkelvoudige oorzaken. In plaats daarvan spelen vele honderden genen een kleine rol en is er geen duidelijk punt om in te grijpen met een pil.
Dus in plaats van medicijnen zien we een nieuwe voorspellende wetenschap waarin genetische risicoprofielen kunnen zeggen welke mensen hun bloeddruk moeten verlagen, die zich moeten wapenen tegen de ziekte van Alzheimer, en welke kankerpatiënten geen baat zullen hebben bij chemotherapie en de behandeling kunnen overslaan. beproeving. Zeker, dit soort prognoses worden niet algemeen aanvaard, en het is moeilijk om mensen ertoe te brengen hun gedrag te veranderen. Maar voor veel mensen kunnen deze voorspellingen een concrete route beginnen te bieden naar nauwkeurige gezondheid en meer kennis van hun eigen biologie.
Genetische informatie explodeert
Links: kosten van het sequencen van een genoom
Rechts: aantal mensen dat DNA-tests voor consumenten heeft gekocht
Kijk verder dan kanker en enkele definitieve genezingen hebben aangekomen. Net als bij die groeiende miljoenen die hun DNA insturen, is het gemakkelijk om de verandering te missen voordat deze overal is. Hier zijn slechts twee opmerkelijke medicijnen: een medicijn dat hepatitis C opruimt bij 90% van degenen die het gebruiken en een experimentele gentherapie die een zeldzame, dodelijke en voorheen onbehandelbare kinderziekte, spinale musculaire atrofie, geneest. Hoewel deze behandelingen uit verschillende hoeken van de biologie komen, is het belangrijk wat ze gemeen hebben: ze hebben allemaal baat bij gedetailleerd begrip van genetische informatie en hulpmiddelen om het te beheersen.
Naar onze mening vertonen deze medicijnen echte precisie. De hep C-pil, Sovaldi genaamd, bestaat uit een chemische stof die onweerstaanbaar is voor het replicerende virus, maar wanneer het medicijn in contact komt met het genoom van het virus, komt de replicatie snel tot stilstand. De behandeling van spinale musculaire atrofie is ondertussen een genetisch vervangend onderdeel. Met gentherapie kunnen artsen nieuwe DNA-instructies toevoegen aan de zenuwcellen van het kind. De ongeveer tien kinderen die op jonge leeftijd therapie hebben gekregen, ontwikkelen de ziekte niet.
Dit alles gaat terug tot zelfs vóór het Human Genome Project. Denk in plaats van de fundamentele daad van de biotechnologische industrie, 40 jaar geleden. Op 6 september 1978 kondigde Genentech de succesvolle laboratoriumproductie van humane insuline aan. Voor die tijd hadden diabetici insuline van varkens ingespoten. Er was ongeveer twee ton varkensdelen nodig om acht ounce (227 gram) pure insuline te extraheren. Maar Genentech had een manier gevonden om de menselijke versie van het insulineproducerende gen te splitsen in... E coli bacteriën, die vervolgens het hormoon produceerden. Genentech houdt het 40 jaar oude persbericht nog steeds online.
Voor de farmaceutische bedrijven van de 20e eeuw, met hun wortels in het maken van commerciële kleurstoffen en synthetische chemie, leken deze nieuwe biotech-medicijnen in eerste instantie een bijzaak. Ze waren moeilijk te maken en onhandig om in te nemen (meestal door injectie). De farmaceutische reuzen konden gemakkelijk geloven dat hun manier van doen altijd zou domineren. Tot ver in de jaren negentig was één enkel farmaceutisch bedrijf, Merck, waardevoller dan alle biotechbedrijven samen. Het leek waarschijnlijk alsof biotech er nooit zou komen - totdat het gebeurde. Van de 10 best verkochte medicijnen in de VS in 2017, zijn er zeven (inclusief de bestseller, het artritismedicijn Humira) biotechnologische medicijnen op basis van antilichamen. Antilichamen belichamen ook biologische precisie. Deze kleine bloedeiwitten, die normaal gesproken deel uitmaken van onze immuunrespons, passen - als een sleutel in een slot - op andere moleculen, zoals die op het oppervlak van een kankercel. En net als insuline worden ze vaak gemaakt met behulp van DNA-code die uit ons lichaam is gehaald.
Geneesmiddelen op basis van DNA
Links: Percentage geneesmiddelen in ontwikkeling dat mogelijk is afgestemd op iemands genetische profiel
Rechts: nummer van de 10 best verkochte medicijnen in de VS die biologische moleculen zijn
Het is de bedoeling dat insuline en antistoffen bij iedereen op dezelfde manier werken. Maar het genoom van geen twee mensen is precies hetzelfde - ongeveer 1% van de DNA-letters verschilt tussen ons tweeën. Die verschillen kunnen verklaren waarom de ene persoon ziek is en de andere niet, of waarom de ene versie van diabetes verschilt van die van de andere. Geneesmiddelen die rekening houden met deze verschillen in genetische informatie worden gerichte geneesmiddelen genoemd.
Het kankermedicijn Herceptin, een antilichaam dat in 1998 op de markt kwam, was een van de eersten. Het was effectief, maar vooral bij mensen bij wie de nieuw gediagnosticeerde borstkanker groeide vanwege specifieke genetische schade - ongeveer 20% van de gevallen. Het hing af van het genoom van de tumor zelf. Herceptin kwam op de markt met de waarschuwing dat je, om het te krijgen, eerst een test zou moeten ondergaan om te zien of je er baat bij zou hebben. Volgens het Amerikaanse National Cancer Institute zijn er nu meer dan 80 van dergelijke gerichte geneesmiddelen voor kanker op de markt.
Critici beweren terecht dat dergelijke medicijnen nog steeds te weinig doen voor te weinig mensen tegen te hoge kosten (vaak $ 10.000 per maand). In feite hebben degenen die kanker overleven over het algemeen nog steeds weinig te danken aan gerichte medicijnen. De grootste determinant van wie kanker overleeft, is wie verzekerd is, zei Greg Simon, die het Biden Cancer Initiative leidt, niet of er een medicijn is dat bij hun mutatie past. Sommigen denken dat we te veel tijd besteden aan het zoeken onder het lamplicht van genetische hulpmiddelen. Misschien waren we verleid door de technologie van gensequencing - door de pure tovenarij van het kunnen kijken naar de genetische kern van kanker, schreef een Pulitzer Prize-winnende kankerarts, Siddhartha Mukherjee, deze zomer.
Grote vragen hebben big data nodig
Studies gebruiken DNA van meer mensen dan ooit
Grote vragen hebben big data nodig
2002
Japanse wetenschappers gebruiken een nieuwe benadering - de genoombrede associatiestudie - om op zoek te gaan naar de oorzaken van een hartaanval.
2005
Een genenjacht onthult cruciale mutaties die het risico op maculaire degeneratie verhogen, een veelvoorkomende oorzaak van blindheid.
2010
Consumententestbedrijf 23andMe draagt gebruikersdata bij aan zoektocht naar Parkinson-genen.
2013
De FDA treedt hard op tegen consumententestbedrijven die genetische gezondheidsvoorspellingen van DNA aanbieden en noemt de resultaten onbetrouwbaar.
2015
Waarom zijn sommige mensen dikker dan anderen? Aanwijzingen uit een genetisch onderzoek worden snel aan consumenten aangeboden in de vorm van DNA-dieettesten.
2017
Een enorme schat aan gengegevens van de UK Biobank maakt gelijktijdige analyse van 2.000 menselijke eigenschappen en ziekten mogelijk.
2018
Onderzoekers identificeren genen die verband houden met onderwijssucces. Ze waarschuwen tegen het gebruik van de resultaten als een DNA IQ-test.
Een zoektocht naar de genen achter slapeloosheid is de grootste genetische studie ooit. Het leunt zwaar op de consumenten-DNA-database van 23andMe.
Hij heeft gelijk dat de drang naar precisiegeneeskunde, hoe duur ook, voortkomt uit nieuwe technologie. Het is wat het is kan doen . En dus kunt u er zeker van zijn dat er nog meer personalisatie in het verschiet ligt. Genentech (dat Herceptin creëerde) verbeeldt zich nu wat het kankervaccins noemt, niet alleen afgestemd op brede subtypes van mensen, maar ook op de unieke signatuur van iemands tumor. De nieuwe aanpak omvat het verzamelen van informatie over de eigenaardigheden van iemands kanker door middel van snelle genoomsequencing; software gebruiken om te analyseren en te voorspellen hoe een op maat gemaakt biologisch medicijn eruit zou zien (het zullen omgekeerde afbeeldingen zijn van antilichamen, bekend als antigenen, die het immuunsysteem stimuleren); en dan snel produceren. Geen twee van deze vaccins zouden hetzelfde zijn. Merk ook dit op: als en wanneer de Amerikaanse Food and Drug Administration deze vaccins goedkeurt, zal het geen groen licht geven aan een bepaalde verbinding. In plaats daarvan keurt het een geautomatiseerd werkwijze voor het omzetten van DNA-informatie in medicijnen.
Geneeskunde zo programmatisch en voorspelbaar als een computer? Het idee begint een krachtige aantrekkingskracht uit te oefenen in Silicon Valley, waar enkele van de grootste namen in de technologie biologie nu zien als slechts een code die ze kunnen kraken. Marc Andreessen (vooral bekend van de uitvinder van de webbrowser) is een van hen. Het durfkapitaalfonds dat hij mede heeft opgericht, Andreessen Horowitz of a16z, heeft sinds 2015 in totaal $ 650 miljoen gereserveerd om in biotech-investeringen te investeren. Zoals de blog van het bedrijf vol ontzag stelt: je leest niet alleen de code van de biologie, maar je kunt er ook mee schrijven of ontwerpen.
Welkom bij biotech, a16z. Toch zijn ze iets op het spoor. Zelfs 40 jaar na het insulinepersbericht van Genentech is genetische manipulatie een wonder dat het waard is om opnieuw ontdekt te worden. Het vermogen om menselijke genen en de eiwitten die ze maken te zien, begrijpen en manipuleren, is de grote vooruitgang die zich vier decennia later in al zijn immense complexiteit nog steeds voltrekt. Biologie is nergens zo netjes als een computerprogramma, maar beetje bij beetje leren we hoe we het kunnen beheersen. Aan enzymen en antilichamen hebben we gentherapie en gen-editing toegevoegd. We hebben niet één genoom gesequenced - we hebben een miljoen gesequenced. Een scherpzinnige waarnemer realiseert zich misschien dat we al een lange weg hebben afgelegd.