Το πρόβλημα των εκατομμυρίων γονιδιωμάτων

03/06/2023

Το γονιδίωμα κάθε ανθρώπου είναι ένα τεράστιο αλλά πεπερασμένο κείμενο βιολογικής πληροφορίας

Στυλιανός Αντωναράκης*

Πριν από μερικές μέρες γιορτάσαμε τα 70 χρόνια από τη σημαντική δημοσίευση στο περιοδικό Nature της δομής του DNA από τους Jim Watson και Francis Crick που άλλαξε την κατανόηση της ζωής και της ιατρικής.

Η ανακάλυψη αυτή δικαιολογημένα πήρε το βραβείο Nόμπελ το 1962. Δυστυχώς η Rosalind Franklin που είχε σημαντική προσφορά στην ανακάλυψη αυτή δεν είχε την τύχη να συμπεριληφθεί στη χορεία των νομπελιστριών γιατί πέθανε το 1958 στη νεαρή ηλικία των 38 ετών από καρκίνο των ωοθηκών. Στα 70 χρόνια μετά από αυτή την ανακάλυψη, η πρόοδος είναι απίστευτα μεγάλη, τόσο στη βιολογία όσο και στην ιατρική. 

Ο σκοπός μου εδώ δεν είναι να απαριθμήσω τα οφέλη που προέκυψαν από την ανακάλυψη της δομής του DNA αλλά να συζητήσω ένα πρακτικό πρόβλημα που απασχολεί την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα και που η λύση του διεθνώς θα δώσει νέα ώθηση στην ιατρική πράξη.

Το γονιδίωμα του κάθε ανθρώπου (δηλαδή το σύνολο του DNA) είναι ένα τεράστιο αλλά πεπερασμένο κείμενο βιολογικής πληροφορίας που υπάρχει στον πυρήνα του κάθε κυττάρου. Το μέγεθος του γονιδιώματος, που είναι γραμμένο μόνο με 4 γράμματα (χημικούς λίθους) A, C, G, T είναι χονδρικά 6 δισεκατομμύρια γράμματα, μισά από τον πατέρα και μισά από τη μητέρα. Το γονιδίωμα του κάθε ανθρώπου είναι ποικιλόμορφο, δηλαδή έχει μικρές διαφορές (περίπου 0.9%) από άνθρωπο σε άνθρωπο έτσι ώστε ο/η καθένας/μία είναι διαφορετικός/ή από όλους τους άλλους ανθρώπους. Η διαφορετικότητα αυτή είναι ένα μεγάλο δώρο της φύσης γιατί μας δίνει τη δυνατότητα της προσαρμογής στο διαρκώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον και της περαιτέρω εξέλιξης. Καμιά φορά όμως η ποικιλομορφία αυτή είναι παθολογική και προκαλεί τις γενετικές αρρώστιες ή τις προδιαθέσεις για πολλές νόσους της ενήλικης ζωής. 

Το μεγάλο ερώτημα λοιπόν των τελευταίων 20 ετών (που θα είναι και το ερώτημα των επόμενων 20-30 χρόνων) είναι: Ποιά ποικιλομορφία του DNA είναι «φυσιολογική» και ποια παθολογική.

Η απάντηση στο ερώτημα αυτό είναι άλλοτε εύκολη κι άλλοτε πολύ δύσκολη γιατί το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματος είναι λειτουργικά άγνωστο. Το διάβασμα του γονιδιώματος καθενός ανθρώπου μας αποκαλύπτει εκατομμύρια παραλλαγές που διαφέρουν από το γονιδίωμα της αναφοράς όπως λέμε, δηλαδή το γονιδίωμα που υπάρχει στις διεθνείς βάσεις δεδομένων και αποτελεί με συμβατικές αποφάσεις το κοινό σημείο σύγκρισης. Τι είναι λοιπόν λογικό να γίνει; Nα διαβαστούν γονιδιώματα εκατομμυρίων ανθρώπων από όλα τα γεωγραφικά μήκη και πλάτη του πλανήτη, σε ανθρώπους από όλες τις γεωεθνικές ομάδες, από όλες τις ηλικίες, από όλες τις αρρώστιες. Ιδανικά δηλαδή θα μπορούσε να φανταστεί κανείς το διάβασμα του γονιδιώματος όλων των ανθρώπων στη γη και τη σύγκρισή τους με τις αρρώστιες του καθενός/καθεμιάς. Καταλαβαίνετε ότι αυτό είναι προς το παρόν αδύνατον λόγω του κόστους, της αποδοχής του εγχειρήματος, και της αδυναμίας καταγραφής των φαινοτύπων που στη γλώσσα της ιατροβιολογίας σημαίνει όλα τα χαρακτηριστικά και αρρώστιες του κάθε ανθρώπου.

Έτσι λοιπόν εδώ και μερικά χρόνια άρχισε δειλά το διάβασμα των γονιδιωμάτων ενός αριθμού ανθρώπων. Πόσους μέχρι τώρα; Δύσκολο να συλλέξει κανείς τα δεδομένα από όλο τον κόσμο. Θα έλεγα ότι είναι γύρω στα 2 εκατομμύρια. Ο αριθμός αυτός φαίνεται μεγάλος στην πρώτη εντύπωση. Στην πραγματικότητα όμως είναι αρκετά μικρός και χρειάζονται δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια διαβασμένα γονιδιώματα και συσχέτιση τους με τις χιλιάδες αρρώστιες (συμπεριλαμβανομένων και εκατοντάδων καρκίνων) για να βγάλουμε αιτιολογικά συμπεράσματα δηλαδή ποια ποικιλομορφία του γονιδιώματος προκαλεί την τάδε ή τη δείνα αρρώστια.

Επιπροσθέτως η μεγάλη πλειοψηφία των διαβασμένων μέχρι τώρα γονιδιωμάτων είναι σε ανθρώπους με ευρωπαϊκή καταγωγή. Αυτό αφενός μεν περιορίζει την αναγνωρισμένη ποικιλομορφία σε ένα μόνο μέρος του κόσμου, αφετέρου δε προκαλεί κοινωνικές ανισότητες στην παροχή υγείας σε όλους τους ανθρώπους. Η γονιδιωματική ποικιλομορφία των κατοίκων της Αφρικής είναι πλουσιότερη από αυτήν άλλων περιοχών γιατί το είδος μας πρωτοεμφανίστηκε στην Αφρική και έτσι οι κάτοικοι της ηπείρου αυτής έχουν μακρύτερη βιολογική ιστορία και άρα μεγαλύτερη ποικιλομορφία.

Και μετά έρχεται ο πολιτικός και εθνικός παράγων: οι συλλογές δεδομένων που περιέχουν τη γονιδιωματική ποικιλομορφία είναι κατακερματισμένες, ελλιπείς, μη συνεργάσιμες, και εν πολλοίς εθνικές. Στην Αμερική παραδείγματος χάρη μια δημόσια βάση δεδομένων έχει 132.000 γονιδιώματα στη διάθεση των ερευνητών. Μια άλλη βάση δεδομένων σε μια εταιρεία βιογενετικής έχει περίπου ένα εκατομμύριο γονιδιώματα που είναι διαθέσιμα με δυσκολία. Μια άλλη βάση δεδομένων στη Βοστώνη περιέχει 141.000 γονιδιώματα από πολλά μέρη του κόσμου στη διάθεση των ερευνητών. Υπολογίζω ότι περίπου άλλα 500.000 γονιδιώματα είναι διαβασμένα σε διαγνωστικά εργαστήρια και δεν είναι προσπελάσιμα για λόγους προστασίας των δεδομένων που κατά τη γνώμη μου είναι ένα θεωρητικό φτιαχτό πρόβλημα γιατί οι συλλογές δεδομένων είναι κατάλογοι ποικιλομορφίας και όχι παράθεση ατομικών γονιδιωμάτων. Ο πολλαπλασιασμός των επιμέρους συλλoγών γονιδιωμάτων είναι επίσης προβληματικός γιατί χρειάζεται μια συνεχής και αγχώδης περιήγηση από συλλογή σε συλλογή για να αποκτήσει κανείς μια σαφή ιδέα της φύσεως, της συχνότητας και της επίπτωσης της κάθε ποικιλομορφίας.

Πριν από μερικά χρόνια είχα προτείνει στο επιστημονικό περιοδικό Science μια απλή λύση στο πρόβλημα. Όλα τα διαβασμένα γονιδιώματα να κατατίθενται σε μια συλλογή δεδομένων παραδεκτή από όλα τα ερευνητικά ιδρύματα: Τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας.

Ο ΠΟΥ έχει τη δυνατότητα να αναπτύξει μια τέτοια δραστηριότητα και με το κύρος και την πολιτική αποδοχή από όλα τα συστήματα υγείας θα μπορούσε να διευκολύνει τη γονιδιωματική έρευνα. Το κόστος της ενοποιημένης συλλογικής αυτής βάσης δεδομένων θα μπορούσε να καλυφθεί από τα ερευνητικά ποσά που τώρα καταναλίσκονται από την κάθε χώρα ξεχωριστά και η οικονομία της κλίμακας θα μείωνε το κόστος. Επίσης η βιοηθική συγκρότηση και διεθνής ευαισθησία του ΠΟΥ θα ήταν εγγύηση για την αποφυγή τυχόν παρεκτροπών από τον επιστημονικό και ιατρικό σκοπό του εγχειρήματος. Η πρόταση αυτή στην αρχή χαιρετίστηκε θετικά από το Eθνικό Iνστιτούτο Yγείας της Αμερικής και υπήρχε και ενδιαφέρον από τον ΠΟΥ, αλλά άλλες προτεραιότητες κυρίως οι λοιμώδεις αρρώστιες και η απουσία του ανάλογου τμήματος γενετικής στον ΠΟΥ έχουν καθυστερήσει τη συζήτηση γύρω από αυτό το διεθνές πρόβλημα. Θα ήθελα από τις γραμμές αυτές να ευαισθητοποιήσω τον αρμόδιο πρέσβη της Ελλάδος στους διεθνείς οργανισμούς ώστε με πρωτοβουλία του να βάλει αυτή την πρόταση στην ατζέντα του ΠΟΥ.

Η κατανόηση της σημασίας των παραλλαγών του γονιδιώματος είναι θέμα καλύτερης ζωής, μακροζωίας, λιγότερης αρρώστιας, πρωιμότερης πρόβλεψης, και στοχευμένης θεραπείας! Kάθε προσπάθεια στην κατεύθυνση αυτή είναι ένα βήμα για μια κοινωνία με περισσότερη υγεία. Κάθε φορά που τσουγκρίζουμε τα ποτήρια στην «υγειά μας» σκεφτείτε το γονιδίωμα. Είναι το μόνο αγαθό που δίνουμε στις επόμενες γενιές μακροχρόνια.

* Ο Στυλιανός Αντωναράκης είναι ομότιμος καθηγητής Γενετικής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης, μέλος της Ελβετικής Ακαδημίας Επιστημών, και πρώην πρόεδρος του Διεθνούς Οργανισμού Ανθρωπίνου Γονιδιώματος (HUGO).

ΠΗΓΗ: www.kathimerini.gr