Rozczarowanie do DNA

„Uczymy się dzisiaj języka, poprzez który Bóg stworzył świat. Jego znajomość zrewolucjonizuje profilaktykę, diagnostykę i leczenie większości, jeśli nie wszystkich ludzkich chorób” – ogłaszał 26 czerwca 2000 r. w Białym Domu prezydent Bill Clinton. Podczas wspólnej konferencji wtórował mu premier Wielkiej Brytanii Tony Blair: „Bez wątpienia jest to najważniejsza, najbardziej cudowna mapa, którą rodzajowi ludzkiemu udało się stworzyć”.

Nad opracowaniem mapy ludzkiego genomu – bo o nią chodzi – równolegle pracowali naukowcy z programu „Human Genome Project” oraz prywatnej firmy Celera Genomics. O wydarzeniu doniosły wszystkie światowe serwisy informacyjne i gazety. „To największe biologiczne osiągnięcie w dziejach ludzkości” – tak zakończenie pierwszego etapu badań nad rozszyfrowaniem ludzkiego genomu komentowała „Rz”.

Dziesięć lat później najważniejsze agencje informacyjne oczywiście odnotowały okrągłą rocznicę naukowego sukcesu. Próżno jednak szukać w ich doniesieniach entuzjazmu sprzed dziesięciu lat. „Spodziewana rewolucja w dziedzinie walki z ludzkimi chorobami nie nadeszła” – pisze prestiżowy magazyn naukowy „Nature”. – „I zdaniem większości z ponad tysiąca naukowców z całego świata, wśród których z tej okazji przeprowadziliśmy badania opinii, nie wydarzy się w ciągu najbliższej dekady”.

[srodtytul]Rozdęty sukces[/srodtytul]

Owszem, 90 proc. przyznaje, że zsekwencjonowanie DNA człowieka wniosło wkład w ich badania. Niewiele mniej, że zainspirowało do zajęcia się nauką lub do zmiany kierunku pracy. Ale tylko co piąty uważa, że istotnie skorzystała na tym medycyna kliniczna. Połowa za to jest zdania, że nadzieje, jakie ludzie robili sobie dziesięć lat temu, były przesadne.

– To był rozdęty, przedwcześnie ogłoszony sukces – zgadza się prof. Ewa Bartnik z Instytutu Genetyki i Biotechnologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. – Pamiętam, że lektura artykułów, jakie na ten temat pojawiły się w „Nature” i „Science”, trochę jednak rozczarowywała. Okazało się, że udało się zsekwencjonować, a więc rozszyfrować w pełni strukturę jedynie najmniejszych chromosomów. Innymi słowy, był to zaledwie szkic ludzkiego genomu.

– Owszem, mapa przyczyniła się do powstania nowych narzędzi, takich jak mikromacierze DNA czy bazy danych – mówi dr Jakub Czarny z Instytutu Genetyki Sądowej w Bydgoszczy.

– Pierwsze z nich umożliwiają niezwykle efektywne badanie genomu, przeglądanie go w jednym czasie pod kątem genów, które mogą warunkować nawet kilkanaście tysięcy cech. Z kolei korzystanie z baz danych to dzisiaj podstawowe narzędzie pracy genetyka. Daje szanse szybkiego porównania badanego materiału z milionami innych.

Zdaniem dr. Czarnego projekt przyniósł jednak również gorzkie owoce. Przede wszystkim komercjalizację ważnych osiągnięć genetyki. Chodzi o możliwość patentowania przez konsorcja, które prowadziły badania nad genomem, odkrytych sekwencji DNA. I tak na przykład geny BRCA1 i BRCA2, których złe funkcjonowanie zwiększa ryzyko zapadalności na raka piersi, „należały” do jednej z amerykańskim firm. Na szczęście w tym przypadku uległo to zmianie. W marcu sąd federalny w Nowym Jorku zniósł ochronę patentową obu genów.

Wątpliwość sukcesu sprzed dekady w największym stopniu wynika jednak z tego, że rozszyfrowanie genomu to jedno, a interpretacja uzyskanych w ten sposób danych to drugie, znacznie większe, wyzwanie. Największą przeszkodą, zdaniem naukowców przepytanych przez „Nature”, jest brak odpowiedniego oprogramowania lub algorytmów, za pomocą których można zrozumieć zdobyte informacje. W efekcie, zanim zaczniemy korzystać z nich pełnymi garściami, może minąć nawet stulecie.

Dlaczego tak długo? Uczeni z rozbrajającą szczerością przyznają, że wciąż nie rozumieją architektury ludzkiego genomu.

– Jest ona ogromnie złożona – tłumaczy prof. Bartnik. – Składa się z ok. 3 mld par nukleotydów, które tworzą tysiące genów. Końcowym produktem ich pracy są białka. Do tego dochodzą biorące udział w działaniu genów cząsteczki RNA. Mamy również duże obszary powtarzających się sekwencji DNA. Nie mówiąc o tym, że nie wiemy, co tak naprawdę zachodzi w genomie w przestrzeniach pomiędzy genami.

Z problemami, jakie z tego wynikają, zmagają się zarówno naukowcy w wysoko wyspecjalizowanych laboratoriach, jak i lekarze, którzy próbują upowszechniać osiągnięcia genetyki. Przykładem jest Centrum Medyczne Damiana – prywatna klinika, która dwa lata temu zaproponowała możliwość stworzenia osobistego profilu genetycznego. Ogłoszenie uruchomienia nowej usługi odbyło się wśród fanfar. Na konferencji prasowej dziennikarze słuchali zapewnień o tym, że wystarczy wymaz ze śluzówki policzka i 1500 złotych, by poznać tajemnice, które skrywa organizm. Na przykład ryzyko rozwoju u danej osoby raka, cukrzycy lub innej z kilkunastu chorób.

Zainteresowanie Polaków okazało się mizerne. W ciągu niespełna roku skorzystało z usługi zaledwie kilkanaście osób. W rezultacie w grudniu 2008 roku centrum z niej zrezygnowało.

– Testy wymagały analitycznego opisu i czasochłonnej konsultacji lekarzy specjalizujących się w genetyce – tłumaczy dr Barbara Piotrowska, dyrektor medyczna kliniki. – Ale i tak w efekcie część z pytań, jakie mogli sobie zadawać pacjenci, pozostawała bez odpowiedzi.

Nie ma co się dziwić zwykłym śmiertelnikom, skoro sami naukowcy nie pałają chęcią, by poznać swój genetyczny profil. Spośród tych, którzy wzięli udział w ankiecie „Nature”, tylko 13 proc. przyznało, że już to zrobiło. Natomiast 17 proc. zadeklarowało, że nie zdecydowałoby się na zsekwencjonowanie własnego genomu nawet wówczas, gdyby ktoś inny za to zapłacił. Podobnie myśli prof. Ewa Bartnik. – Nie byłabym w stanie wiele z tym zrobić – tłumaczy.

Po co więc naukowcy wzięli się do rozszyfrowania genomu? Ano choćby po to, by dowiedzieć się w końcu, z ilu genów on się składa. – Jeszcze kiedy studiowałem, a było to w latach 90., zakładano, że ich liczba powinna wynosić około 100 tys. – opowiada dr Czarny.

– Wychodzono bowiem z założenia, że z powodu skomplikowanej maszynerii, jaką jest ludzki organizm, nie może być ich mniej.

Badania genomu jednak temu zaprzeczyły. Okazało się, że w naszym DNA znajduje się zaledwie ok. 20 tys. genów. – To niesamowite – mówi prof. Bartnik. – Mamy ich niewiele więcej niż tak prymitywne stworzenia, jak bezkręgowe nicienie czy muszki owocówki.

[srodtytul]Poprawianie genów daleko przed nami[/srodtytul]

Ale proces poznawania poszczególnych genów rozpoczął się dużo wcześniej, w latach 80. XX wieku. – Te, które odpowiadają za wysokie ryzyko rozwoju nowotworów, zidentyfikowaliśmy jeszcze przed zakończeniem prac nad zsekwencjonowaniem całego DNA – mówi prof. Jan Lubiński, genetyk onkolog z Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie. W przypadku BRCA1, którego obecność aż do 80 proc. zwiększa u młodych kobiet zagrożenie wystąpieniem raka piersi i jajnika, udało się to w roku 1994.

Profesor Lubiński przyznaje, że geny wysokiego ryzyka są stosunkowo łatwe do badania. Wykorzystanie tej wiedzy dość szybko przekłada się na wyniki leczenia. Dzięki temu w ciągu ostatnich lat udało się osiągnąć olbrzymi postęp w onkologii.

Przykładem jest przełom, jakiego zespół prof. Jana Lubińskiego dokonał w leczeniu raka piersi z pomocą cisplatyny. – To stosunkowo stary lek – opowiada naukowiec. – Zaobserwowaliśmy, że wyjątkowo wrażliwe są na niego nowotwory u kobiet z mutacją w genie BRCA1. W efekcie podanie cisplatyny oznacza dla tych pacjentek niemalże stuprocentowe wyleczenie.

To dobra wiadomość. Zła jest taka, że od zidentyfikowania BRCA1 do odkrycia tej zależności minęło aż 16 lat. A przecież lek przez cały ten czas był na rynku.

Skoro tak czasochłonne jest wdrożenie do praktyki medycznej wiedzy na temat genów wysokiego ryzyka, to aż strach pomyśleć, jak trudna musi być ta sztuka w przypadku genów umiarkowanego ryzyka. A to właśnie na ich odkrycie liczyli naukowcy, zabierając się do odszyfrowywania ludzkiego genomu. To one mogą bowiem leżeć u podłoża wielu tak powszechnych schorzeń, jak cukrzyca typu 2, nadciśnienie czy choroby układu krążenia. Niestety, do rozwoju tych problemów zdrowotnych przyczyniają się zmiany w wielu genach. Nie mówiąc o tym, że swój udział ma również środowisko.

Dlatego, choć przeprowadzono mnóstwo badań z udziałem ogromnych grup pacjentów, to w przypadku cukrzycy typu 2 naukowcy namierzyli tylko te geny, które odpowiadają za niewielką część procesu chorobowego.

A co by było, gdyby udało im się zidentyfikować wszystkie? I tak nie oznaczałoby to końca problemów. Trzeba by umieć zmienić ich działanie. Tymczasem jest to kolejne karkołomne zadanie.

– Niełatwo poprawić ludzki genom, a na tym właśnie polega sens terapii genowej – mówi prof. Ewa Bartnik. – Podobnie jak genom wszystkich ssaków jest on dobrze zabezpieczony przed wnikaniem doń obcych fragmentów DNA.