211service.com
UK Biobank geeft medicijnen een boost met gengegevens van 500.000 Britten
Een database met DNA- en gezondheidsmetingen biedt nieuwe aanwijzingen voor alles, van wie diabetes krijgt tot wie van een pint bier houdt. 15 november 2017
De langverwachte vrijgave van genetische en gezondheidsgegevens van 500.000 Britten afgelopen zomer door een openbaar consortium in het VK veroorzaakt een schokgolf van genetische ontdekkingen die de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en tests zouden kunnen versnellen, zeggen wetenschappers.
De gegevens van de Britse biobank hit in juli, nadat wetenschappers die verantwoordelijk waren voor 406 verschillende projecten de kans kregen om verschillende terabytes aan gegevens te downloaden, inclusief DNA-gegevens en informatie over alles, van wie diabetes heeft tot of mensen van koffie of thee houden.
Wat is de relatie tussen genen en voeding? Of tussen DNA en schizofrenie? Met 2500 verschillende fenotypes - of eigenschappen - gemeten bij de Britse vrijwilligers, op basis van wegingen, enquêtes en nationale ziekenhuisrecords, is deze datadump de grootste in zijn soort en de beste kans om er ooit achter te komen.
Nog maar een paar jaar geleden zou het koppelen van een gen aan een ziekte bij de mens een hele carrière hebben opgeleverd, en het had misschien net zo lang geduurd. Wetenschappers moesten nauwgezet patiënten verzamelen en hun DNA opvragen, en ze bewaakten de gegevens vaak als het goud in Fort Knox.
Wat nu in opkomst is, is een wereldwijde gegevensuitwisseling waarbij informatie over de menselijke conditie wordt gedeeld, opgeslagen in de cloud en bestudeerd met snel evoluerende computertools. Het is een enorme verandering in termen van gegevensbeschikbaarheid en de open-wetenschappelijke beweging, zegt Benjamin Neale, een geneticus aan het Broad Institute in Cambridge, Massachusetts. Ik denk dat het anderen onder druk zet om het voorbeeld te volgen. Er is hier een psychologische verschuiving die ertoe doet.
Er bestaan al veel private en publieke genenbanken. Er is Amgen-eigendom DeCode Genetics, dat in 1996 begon met het ontginnen van de genen van IJslanders. In Californië heeft 23andMe genetische gegevens van meer dan twee miljoen klanten van zijn direct-to-consumer-tests - en heeft het voor miljoenen toegang tot farmaceutische bedrijven verkocht.
De UK Biobank is anders, deels omdat het in principe gratis is en wordt beheerd als een openbare hulpbron. In juli kregen wetenschappers sleutels om de gegevens tegelijkertijd te ontgrendelen. Dit maakt het speelveld absoluut gelijk, zegt Matthew Nelson, hoofd genetica bij drugsgigant GlaxoSmithKline. In plaats van tientallen of honderden miljoenen uit te geven om een biobank te bouwen, betalen we een toegangsprijs van $2.500.
Wetenschap scramble
De weggeefactie van juli was het resultaat van een plan dat bijna twee decennia geleden werd bedacht door Britse wetenschappelijke en medische leiders die uiteindelijk $ 250 miljoen aan investeringen wonnen van de Britse regering en grote liefdadigheidsinstellingen. Tijdens een wervingscampagne van 2006 tot 2010 beantwoordden een half miljoen Britten van middelbare leeftijd de oproep om hun genetische en gezondheidsinformatie te doneren (zie The U.K.'s Biobank Gets Intimate).
In totaal heeft een op de 125 mensen in het land zich aangemeld. Ik ken heel veel mensen die erbij betrokken zijn - buren in mijn straat, collega's, zegt Cathie Sudlow, de neuroloog die de hoofdwetenschapper van de UK Biobank is.
Alle vrijwilligers lieten hun genen analyseren op een DNA-chip. Dat is een goedkope analyse die ongeveer $ 50 kost en zo'n 835.000 plaatsen detecteert waar de genen die ze hebben geërfd verschillen van die van iemand anders. Zie het als een ruwweg gepixelde kopie van het volledige genoom van een persoon.
Een monster wordt geanalyseerd bij de UK Biobank. De database koppelt gengegevens aan informatie over 2500 eigenschappen.
Zelfs een genoom met een lage resolutie is nuttig. In minder dan twee dagen computertijd, zegt Neale, konden de statistieken in zijn laboratorium bepalen in hoeverre de menselijke lengte, diabetes en zelfs hoeveel drank iemand drinkt, konden worden verklaard met behulp van de Britse DNA-gegevens. Zelfs of iemand veel of weinig tv kijkt, is op zijn minst een beetje erfelijk, zegt hij.
Er is niet één gen waardoor je van tv houdt, en geen enkel lengtegen. In plaats daarvan worden de meest voorkomende menselijke kenmerken gevormd door een sneeuwstorm van kleine bijdragen uit het hele menselijke genoom van zes miljard letters. Dat zijn de signalen waar genetici de Britse gegevens naar zoeken.
Verwant verhaal
Verwant verhaal De startup voor het testen van consumentengenetica heeft een van 's werelds grootste DNA-databases verzameld. Nu zoekt het naar aanwijzingen voor nieuwe medicijnen.Zo hebben in oktober biologen van King's College, Londen, kraaide dat ze de grootste genetische studie van angst tot nu toe hadden uitgevoerd. Ze hadden het DNA van vrijwilligers van de UK Biobank vergeleken met hun antwoorden op enquêtevragen over zaken als hoe bezorgd en bang ze zich voelden. Ze vonden vier nieuwe hits op twee chromosomen.
Dergelijke treffers worden geregistreerd als scherpe pieken in diagrammen die wetenschappers Manhattan-plots noemen. Tot voor kort waren sommige van deze genetische skylines niet al te gedetailleerd. Voor schizofrenie, bijvoorbeeld, zijn treffers moeilijk te verkrijgen, en de ziekte blijft meestal onverklaard. Maar met het DNA van meer mensen om te bestuderen, beginnen de plots te barsten. Iedereen kan de resultaten opzoeken met behulp van nieuw gecreëerde online services, zoals de Wereldwijde biobankmotor opgezet door Stanford University.
nieuwe medicijnen
Bij GSK, het Britse geneesmiddelenbedrijf, worden de Britse gegevens gebruikt voor omgekeerd zoeken. Dat wil zeggen, in plaats van te proberen elk gen te vinden dat betrokken is bij één ziekte, zegt Nelson, de genetische chef van het bedrijf, dat zijn team elk gezondheidseffect wil opsporen van het blokkeren of stimuleren van een enkel gen, zoals ze zouden kunnen doen met een medicijn.
En het blijkt dat medische dossiers van mensen met natuurlijke mutaties in een bepaald gen aanwijzingen geven. Hadden ze minder vaak diabetes? Meer hartaanvallen? Het is alsof je ziet wat een medicijn doet voordat iemand het zelfs maar doorslikt. Dat wordt het belangrijkste gebruik van de biobank voor farmaceutische bedrijven, zegt Nelson.
Ondanks de verkoop van $30 miljard aan pillen per jaar, had GSK nooit de middelen om een eigen privédatabank te bouwen, zegt Nelson. Maar sinds de zomer, zegt GSK, staat het opeens op één lijn met concurrenten die dat wel deden. Na DeCode meldde het IJslandse bedrijf een belangrijke ontdekking in verband met astma in maart zei Nelson dat zijn team het resultaat later binnen enkele uren kon herhalen.
Gezondheidsvoorspellingen
Verwacht wordt dat openbare gengegevens nog verder zullen toenemen. In China is de Kadoorie Biobank heeft een half miljoen volwassenen gerekruteerd uit 10 regio's van het land, met vragen over het drinken van thee, blootstelling aan vervuiling, slaap en alcohol. In de VS is er het Million Veteran Program van het Department of Veterans Affairs, evenals het precisiegeneeskunde-initiatief uit het Obama-tijdperk, nu genaamd Wij allemaal .
Sommige startende ondernemers zeggen dat de DNA-bevindingen ook het aantal en de kwaliteit van direct-to-consumer DNA-tests zullen verhogen. Dergelijke tests, waarbij vaak DNA wordt gebruikt om mensen te vertellen over hun dieet of conditie, zijn door sommige artsen bekritiseerd als medisch twijfelachtig giswerk.
Maar met een half miljoen nieuwe onderwerpen om te bestuderen, zullen DNA-voorspellingen over de gezondheidsrisico's van mensen nauwkeuriger worden. We proberen woedend zo snel mogelijk toegang tot die gegevens te krijgen, zegt Chris Glode, CEO van HumanCode, een bedrijf dat DNA-entertainmenttests ontwikkelt, waaronder een genaamd BabyGlimpse die twee mensen, op basis van hun DNA, vertelt wat hun kinderen eruit zou zien. De reden dat het nu zo populair is, is dat het de eerste algemeen beschikbare gegevens voor trainingsmodellen zijn. Het is iets waar we computers en hypothesen tegenaan kunnen gooien om te zien wat we kunnen bedenken.
Sudlow, de wetenschapschef van de Biobank, zegt dat ze niet denkt dat de gegevens van het project artsen zullen kunnen vertellen wie ziek zal worden, waarmee en wanneer. De meeste ziekten zijn niet voorspelbaar op basis van DNA alleen. Ik denk dat we daar nog heel ver van verwijderd zijn, zegt ze. Ik denk dat het de rol is om ziektemechanismen te ontdekken, in plaats van uit te zoeken welke individuen welke ziekte zullen ontwikkelen.
De gegevensrelease van juli is niet het hoogtepunt van het project. In feite stopt het verzamelen van gegevens pas als de laatste vrijwilliger is bezweken aan dementie, kanker of een andere doodsoorzaak. Ik denk dat onze kinderen de meest interessante vragen gaan beantwoorden, zegt ze.