Richard Resnick: Dobro došli u genomičku revoluciju

U ovom dostupnom govoru s TedxBoston-a, Richard Resnick pokazuje kako jeftino i brzo sekvencioniranje genoma može potpuno promjeniti zdravstvenu zaštitu (uključujući zdravstevno osiguranje i politiku).

Dame i gospodo,

predstavljam vam ljudski genom.

(Pljesak)

Prvi kromosom u gornjem lijevom kutu.

U donjem desnom kutu su spolni kromosomi .

Žene imaju dvije kopije velikog X kromosoma,

muškarci imaju X,

i naravno, jedan mali Y kromosom.

Žao mi je, dečki, ali od žena vas čini različitim samo sićušna malena stvarčica.

Dakle, ako povećate prikaz ovog genoma,

primjetit ćete oblik dvostruke zavojnice --

životni kod sastoji se od ova četiri biokemijska slova,

kojima nazivamo baze.

To su A, C, G i T.

Koliko ih ima u ljudskom genomu? Tri milijarde.

Je li to velik broj?

Pa, svatko se može razbacivati velikim brojevima.

Ali, zapravo, ako bismo mogli zamisliti jednu bazu

kao jedan pixel na ovom ekranu rezolucije 1.280x800,

bilo bi nam potrebno 3.000 takvih ekrana da bismo mogli imati pregled cijeloga genoma.

Znači, prilično je to velika brojka.

Možda je baš u pitanju veličina,

zbog čega je grupa ljudi -- od kojih svi, kad smo već kod toga, posjeduju Y kromosom --

odlučila sekvencionirati genom.

(Smijeh)

I tako, 15 godina i četiri milijarde dolara kasnije,

genom je sekvencioniran i objavljen.

U 2003.godini objavljena je završna verzija, ali i dalje se nastavlja rad na tom projektu.

Cijeli proces sekvencioniranja učinjen je na uređaju koji izgleda ovako.

Dođe otprilike jedan dolar po bazi --

i to je vrlo spor način sekvencioniranja.

Dakle, ljudi, danas sam ovdje kako bih vam rekao

kako se svijet potpuno promjenio,

a nitko od vas ne zna za to.

Sada zapravo, uzmemo genom,

napravimo 50-ak kopija tog genoma,

isiječemo sve te kopije u male 50-bazne dijelove,

i sekvencioniramo ih većinom paralelno.

Onda rezultat unesemo u softver,

i ponovno ga sastavimo, i proučimo.

Samo da vam dam sliku kako to otprilike izgleda.

Projekt Ljudski genom: 3 gigabaze.

Pri radu ovog stroja

možemo sekvencionirati 200 gigabaza tjedno.

Taj broj od 200 gigabaza, promjenit će se u 600 ovog ljeta,

a nema znakova da će se taj proces napredovanja i ubrzavanja usporiti.

Tako je cijena za sekvencioniranje baze

pala 100 milijuna puta.

To je ekvivalentno punjenju automobila plinom u 1998.godini,

da biste čekali do 2011.

kako biste se odvezli od Jupitera i nazad dva puta.

(Smijeh)

Svjetska populacija,

PC prostori,

arhiva cijele medicinske literature,

Mooreov zakon,

stari način sekvencioniranja i sve ove novine.

Ljudi, ovo je logaritamska skala,

obično se ne viđaju tako strme skale koje idu prema gore.

Dakle, svjetski kapacitet za sekvencioniranje ljudskih genoma

je otprilike od 50.000 do 100.000 genoma godišnje.

Znamo to na temelju broja strojeva koji postoje.

Očekuje se da će se taj broj povećati dva, tri ili čak četiri puta

svake godine u doglednoj budućnosti.

Zapravo, postoji jedan laboratorij

u kojem se odrađuje 20 posto svih kapaciteta za sekvencioniranje genoma.

Zove se Pekinški institut genomike.

Kinezi, kad smo već kod toga, apsolutno vode u ovoj utrci do 'novog mjeseca'.

Kakvo to značenje ima za medicinu?

Dakle, žena od 37 godina.

Ona dolazi s drugom fazom raka dojke pozitivnog na estrogenske receptore.

Liječi se kirurški, kemoterapijom i zračenjem.

Odlazi kući.

Dvije godine kasnije, vraća se s trećom fazom karcinoma jajnika.

Nažalost, opet ju se podvrgava kirurškim zahvatima i kemoterapiji.

Ponovno dolazi tri godine poslije u dobi od 42 godine

s još više raka jajnika, više kemoterapije.

Šest mjeseci poslije,

dolazi s akutnom mijeloidnom leukemijom.

Dolazi do zatajenja respiratornog sustava i osam dana kasnije umire.

Dakle, ovaj način liječenja žene, za desetak godina

djelovat će poput puštanja krvi.

I to zato što su ljudi, poput mojega kolege, Ricka Wilsona,

koji radi u Genome Institute-u na sveučilištu u Washingtonu,

odlučili pregledati tu ženu poslije smrti.

Uzeo je neke zdrave stanice kože

i nekoliko kancerogenih stanica koštane srži,

te sekvencionirao cijeli genom obiju vrsta stanica

u nekoliko tjedana, što nije velika stvar.

Onda je usporedio ta dva genoma u softveru,

i našao je, izmeđuostalog,

deleciju -- deleciju 2.000 baza

-- u cijelom genomu od tri milijarde baza --

u jednom određenom genu koji se zove TP53.

Ako imate štetnu mutaciju u ovom genu,

90 posto je vjerojatnost da ćete oboljeti od karcinoma tijekom svojega života.

Nažalost, to neće pomoći toj ženi,

ali imat će ozbiljne implikacije

za njezinu obitelj.

Mislim, ako članovi njezine obitelji imaju istu tu mutaciju

i naprave ovaj genetski test, te razumiju što takav rezultat pretraga za njih znači,

ići će na česte preglede i na taj način mogu rak otkriti u ranoj fazi

i uz to imati veće šanse za znatno duži životni vijek.

Dopustite mi predstaviti vam blizance Beery,

kojima je dijagnosticirana cerebralna paraliza kada su imali dvije godine.

Njihova je majka bila vrlo hrabra žena,

koja nije vjerovala dijagnozi jer se sistemi nisu poklapali sa simptomima bolesti,

i uz pomoć herojskih napora i jako puno pretraživanja po internetu,

uspjela je uvjeriti medicinsku zajednicu

da boluju od nečega drugoga.

Imali su distoniju koja reagira na dopu.

Tako da su se primanjem L-Dopa,

njihovi simptomi znatno poboljšali,

ali nisu ostali bez simptoma.

Značajan je problem ostao.

Gospodin na ovoj slici je čovjek zvan Joe Beery,

sretnik je koji je CIO

tvrtke koja se zove Life Technologies.

To je jedna od dvije kompanije

koja se bavi masovnim sekvencioniranjem ljudskih genoma.

On je sekvencionirao genome svoje djece.

Ono što je pronašao su bile serije mutacija u genu SPR,

koji je odgovoran za proizvodnju serotonina, uz neke ostale funkcije.

Tako da je uz L-Dopa, terapija pojačana serotonin-prekursorskim lijekovima

i sada su potpuno bez simptoma.

Ovo se nikada ne bi dogodilo bez potpunog sekvencioniranja genoma.

U to vrijeme -- to je bilo prije nekoliko godina -- koštalo je oko 100.000 dolara.

Danas se za sekvencioniranje mora izdvojiti 10.000 dolara.

Iduće godine će biti 1.000. Godina nakon nje, 100 dolara, godina prije ili poslije.

Toliko brzo napreduje taj odsječak medicine.

Dakle, ovo je mali Nick --

voli Batmana i oružje.

Nick se u dječjoj bolnici pojavio s

proširenim trbuhom, kakvoga imaju inače žrtve gladi.

Razlog tome nije glad,

već to što, kada jede -- njegovi se probavni organi jednostavno otvore

i neprobavljena hrana odlazi direktno u crijeva.

I tako, sto operacija poslije,

on pogleda majku i kaže: ''Mama,

molim te, moli se za mene. Užasno me boli'.'

Njegov pedijatar ima iskustva u kliničkoj genetici,

no ne razumije što se događa,

ali kaže: “Hajdemo sekvencionirati dječakov genom”.

I ono što su pronašli bila je točkasta mutacija

u genu odgovornom za kontrolu programirane stanične smrti (apoptoze).

Znači, teorija je da on ima nekakvu imunološku reakciju

na ono što se u organizmu događa s hranom,

a to je prirodna reakcija koja uzrokuje neke apoptoze.

Ali gen koji regulira tu reakciju je “pokvaren”.

Ovo nas upućuje, između ostalih stvari, naravno,

na tretman transplantacije koštane srži, kojem se dječak podvrgava.

I nakon devet mjeseci napornog oporavka,

on sada jede odrezak s “A1 umakom”.

(Smijeh)

Mogućnost korištenja genoma

kao univerzalne dijagnoze

je pred nama.

Danas je to moguće.

I to znači

da bi svaka osoba u ovoj prostoriji mogla živjeti dodatnih pet, 10 ili 20 godina

samo zbog ove mogućnosti.

Ovo je fantastična priča,

ukoliko ne razmišljate o proizvodnji hrane

isključivo „ljudskom rukom“.

Jer se ista tehnologija

koristi za uzgoj

novih linija

kukuruza, pšenice, soje i drugih usjeva

koji su visoko tolerantni na sušu, poplave,

štetnike i pesticide.

Gledajte, dokle god nastavljamo povećavati populaciju,

morat ćemo nastaviti s uzgojem i konzumiranjem genetski modificirane hrane

i to je stajalište za koje se ja danas zauzimam.

Osim ako ne postoji netko u publici

tko bi volio dobrovoljno prestati jesti?

Ne, nitko.

Ovo je pisaći stroj,

glavni stroj svake radne površine desetljećima.

U biti, pisaći je stroj prvotno zamjenjen ovim uređajem.

Tada dolaze druge verzije procesora.

Ali u konačnici, prijelom nad svime

bio je Bob Metcalfe koji je izumio „Ethernet“

i omogućio povezivanje svih ovih kompjutera,

koje je sve iz temelja promijenilo.

I odjednom, imali smo Netscape, imali smo Yahoo,

imali smo cijelu dot.com zavrzlamu.

(Smijeh)

Ne brinite,

i to sve su brzo zamijenili iPod, Facebook

i ljute ptice.

(Smijeh)

Gledajte, ovo je mjesto na kojem smo danas.

Ovo je revolucija genoma danas. Ovako danas stojimo.

Volio bih da razmislite o ovome:

Što bi značilo

kada ove točkice ne bi predstavljale pojedinačne baze vašeg genoma,

već bi bile povezane sa svim genomima diljem planeta?

Nedavno sam kupovao životno osiguranje.

I morao sam odgovoriti na pitanje s

A. nikad nisam napravio genetički test, B. testiran sam, izvolite rezultate

ili C. testiran sam, ali ne želim podijeliti rezultat.

Hvala Bogu, mogao sam odabrati odgovor pod A

i to je istinit odgovor, u slučaju da me moj agent za osiguranje sada sluša.

Ali što bi se dogodilo da sam odgovorio s C?

Potrošačke aplikacije vezane za genomiku, one će procvasti.

Želite vidjeti jeste li genetički kompatibilni

sa svojom djevojkom? Svakako.

DNK sekvenciranje na vašem iPhoneu? Evo aplikacije.

(Smijeh)

Personalizirana genomska masaža, možda?

Danas već imamo laboratorij

koji radi testove na alelu 334 gena AVPR1,

takozvanog „gena za varanje“.

Zato se svi vi koji ste danas ovdje sa svojom boljom polovicom

jednostavno okrenite prema njima i uzmite obris iz usta,

pošaljite u laboratorij i znat ćete za sigurno.

(Smijeh)

Želite li uistinu glasovati za predsjednika

čiji genom otkriva kardiomiopatiju?

Sad razmislite o ovome, godina je 2016.

i vodeći kandidat objavljuje

ne samo svoje četiri godine plaćanja i povrata poreza,

već i svoj osobni genom.

I on izgleda jako dobro.

A tada izaziva sve ostale kandidate da učine isto.

Mislite li da se to neće dogoditi?

Mislite li da je to moglo pomoći Johnu McCainu?

(Smijeh)

Koliko se ljudi u publici

preziva Resnick poput mene? Podignite ruku.

Itko? Nitko.

Obično postoji jedan ili dva.

Moj je djed bio jedan od desetoro braće Resnick.

I svi su se međusobno mrzili.

Svaki se preselio na drugi dio planeta.

Zato je vrlo vjerojatno

da sam u rodu sa svakim Resnickom kojeg sam ikad upoznao, samo ja to ne znam.

Ali zamislite kako bi bilo kad bi moj genom bio identificiran, ubačen u softver,

softver u kojemu se nalazi i genom mog bratića u trećem koljenu.

I taj isti softver može usporediti ova dva genoma

i otkriti njihovu povezanost.

Nije to tako teško za zamisliti. Moje poduzeće ima softver koji to već radi.

I zamislite još jednu stvar:

zamislite da taj softver može upitati obje strane za međusobnu suglasnost,

„ Želite li upoznati svog bratića u trećem koljenu?“

I ako oboje kažemo „DA“

-- voila! Dobrodošli na kromosomski Linkedln.

(Smijeh)

Ovo je vjerojatno dobra stvar, zar ne?

Imat ćete veća obiteljska okupljanja i sve to.

Ali, možda je, ujedno, i loša stvar.

Koliko očeva imamo u prostoriji? Podignite ruke.

Ok, stručnjaci procjenjuju da jedan do tri posto vas

nije biološki otac svog djeteta.

(Smijeh)

Pogledajte.

(Smijeh)

Ovi genomi, ova 23 kromosoma,

ni na koji način ne predstavljaju kvalitetu naših odnosa

ili prirodu našeg društva -- barem ne još.

I kao kod svake nove tehnologije,

u ljudskim je rukama

hoćemo li ju iskoristiti za poboljšanje čovječanstva ili ne.

I zato vas sve potičem da se probudite, uključite

i utječete na genomsku revoluciju koja se događa svuda oko vas.

Hvala vam.

(Pljesak)