Vi får alle del i DEN GENETISKE REVOLUTION
12. juni 2008
Genteknologien bliver nu for alvor hver mands eje. For 1000 dollars kan vi i dag få udfærdiget en personlig analyse, der afslører vores helt særlige genetiske træk. Og de første mennesker har nu allerede fået deres egne gener kortlagt fra ende til anden. De medicinske perspektiver er enorme.

Af Rasmus Kragh Jakobsen

Hvem er jeg og hvordan vil det gå mig i fremtiden? Bliver jeg syg eller vil jeg leve et langt liv som sund, stærk og rask? Genetikken er for alvor ved at blive personlig og netop nu tilbyder flere firmaer at åbenbare vores inderste essens - arvemassens DNA - og lægge den frem nøgen for vores øjne.
Vores helt egne cellers inderste hemmeligheder, som normalt er sikkert gemt væk i cellekernen, kan nu bestilles over Internettet for blot 1.000 dollar og to kindskrab. Hvad man for få år siden så som et fjernt fremtidsscenarium er nu virkelighed: De mest avancerede bioteknologiske redskaber er sprunget ud af laboratoriet og landet hos forbrugeren blot et tastetryk væk. Vi kan få den seneste viden om hvad vores gener disponerer os for, om jeg har forøget risiko for at udvikle fedme, cancer, Alzheimers mfl.
Den eksplosive udvikling i computer-, nano- og genteknologi har åbnet døren til en ny verden, hvor arvemassens milliarder af DNA-baser kan afkodes så hurtigt og billigt, at vi alle kan få kortlagt vores helt egen arvemasse. Det åbner døren til en ny virkelighed, hvor ikke mindst sundhedsvæsnet står overfor en revolution. Det vil blive helt almindeligt at vifte et lille chip kort frem med hele ens arvemasse, når man er ved lægen. Ud fra den genetiske profil vil lægen ordinere medicin designet til patientens personlige profil, som virker bedre og har færre bivirkninger i forhold til i dag, hvor alle får den samme pille uanset om de er mænd, kvinder, tykke, tynde, gule eller brune.

269 personer tegnede mennesket
For kun otte år siden stod den daværende amerikanske præsident Bill Clinton sammen med England premierminister Tony Blair foran verdenspressens og præsenterede det menneskelige genom. »Den genetiske arbejdstegning til at lave et menneske,« som Clinton malende beskrev genomet var et banebrydende øjeblik i historien og kulminationen på mere end ti års arbejde og tre mia. investerede dollar. Genomet var baseret på 269 menneskers arvemateriale og repræsenterede et gennemsnit for menneskeheden.
Til forskel fra dengang står vi på nippet til hver især at kunne få vores helt egen genom kortlægning. I 2000 kredsede spørgsmålene omkring, hvad det vil sige at være menneske - hvor er de små genetiske forskelle, som adskiller os fra vores nærmeste slægtning chimpansen og gør et menneske til et menneske? I dag spørger man: Hvorfor er jeg mig? Hvor er de små genetiske forskelle, som adskiller mig fra alle de andre mennesker og gør mig enestående? Hvor forskerne før rejste tilbage i tiden og læste menneskets fantastiske historie går rejsen i dag ind i det enkelte menneske.
Tre firmaer, deCODEme, 23andme og Navigenics tilbyder at være vores rejsefører godt udrustet til turen har de store automatiserede laboratorier fyldt med computere og de seneste DNA-kortlægningsmaskiner. Det eneste vi skal gøre er at sende dem en prøve med vores DNA. For knap 1.000 til 2.500 dollar analyserer de hver enkelt persons genetiske sammensætning og fortæller os, hvad man indtil videre ved om de milliarder af DNA-baser, der udgør vores genetiske kode og former, hvem vi er.
En udbredt mutation kan fx fortælle os, at vi har en genetisk variant, der hjælper med at fordøje mælk som voksen. Vi har måske en variant af et gen, der betyder vi kan lugte ekstremt små mængder af et molekyle fra asparges, som udskilles i urinen. Og så er der selvfølgelig alle de stumper af DNA, som kan kobles sammen med sygdomme.
Det islandske deCODEme, hvis moderselskab deCODE i over ti år har kortlagt den islandske befolknings gener i jagten på sygdommes genetiske baggrund havde ved deadline 26 udbredte lidelser inkl. diabetes, bryst-, prostata- og tyktarmskræft, alzheimers, hjertetilfælde og astma på listen. Når de har fået ens DNA kan man efter et par uger se resultaterne på deres hjemmeside. Det er umiddelbart en nervepirrende oplevelse, men deCODEme understreger, at det er statistiske sandsynligheder og ikke en lægelig diagnose eller dom.
Det genom, Clinton annoncerede i 2000, var en (næsten) komplet kortlægning af hver eneste af menneskets 3 mia. DNA-baser i den menneskelige arvemasse. Det, som deCODEme og de andre firmaer tilbyder, kan man derimod kalde en 'light' udgave af genomet. I stedet for at kortlægge hvert bogstav i arvemassen, kortlægger firmaerne en lang række forskellige markører (1 million i deCODEme's tilfælde) jævnt fordelt hen over hele arvemassen. Disse markører er forskere verden over i fuld gang med at analysere i forhold til alle mulige forskellige sygdomme og karaktertræk som intelligens, adfærd, temperament, udseende mfl. Markørerne er nemlig en ekstremt stærk metode til at forstå komplekse træk og sygdomme.
For de fleste af os er det meget besnærende at forsimple genetikken og trække en diirekte sammenhæng mellem ét gen og én sygdom, men sådan er det kun i sjældne tilfælde. For de store folkesygdomme som diabetes, cancer, hjertesygdomme osv. spiller mange gener ind sammen med miljø og tilfældighed og tilsvarende gælder for komplekse træk som intelligens og adfærd. Men med et projekt kaldet HapMap, der blev færdig i 2005, kan forskerne for første gang begynde at få styr på de genetiske bidrag.

Vejvisere sladrer om genvarianter
HapMap projektet har kortlagt omkring tre mio. punkter i arvemassen, hvor mennesker er forskellige med én DNA-base. Punkterne kaldes SNP's (single nucleotide polymorphisms) eller bare »snips« og fungerer som en slags vejvisere på kromosomet, der fortæller, hvilke genvarianter ligger i nærheden. Vores arvemateriale blandes nemlig for hver generation, så bidder af det samme kromosom fra ens mor og far bytter plads, hvilket ikke betyder noget for funktionen, da hvert kromosom bærer de samme gener. Men for hver generation bliver kromosomerne blandet mere og mere, så vi hver især har nogle kromosomer, der på overfladen ser ens ud, men som består af et patchwork af bidder med en meget forskellig arvefølge.
Nu kommer det rigtig smarte: SNP'er kan bruges til at fortælle, hvilke bidder man har og ved at sammenligne flere hundrede tusinder SNP's hos mange tusinde patienter og kontrolpersoner er forskerne i fuld gang med at opdage, hvilke genetiske faktorer der optræder sammen med sygdommene. Hver gang de finder, at en SNP optræder mærkbart hyppigere hos mennesker, der er blevet ramt af en sygdom, afslører det, at der i den stump af patchworket må findes en sygdoms faktor - fx et muteret gen.
Forskerne kalder den slags studier for Genome Wide Association (GWA) og da man skal bruge virkelig mange mennesker og SNP's er GWA først blevet praktisk og økonomisk muligt med de nyeste genomteknologier. Det første GWA-studie kom i begyndelsen af 2007 og afslørede en række helt nye og overraskende gener involveret i sukkersyge. Det blev lynhurtigt efterfulgt af en strøm af andre studier, der afslørede nye genetiske faktorer for en bred vifte af folkesygdomme som leddegigt, forhøjet blodtryk og åreforkalkning. Listen fortsætter - diabetes type 1, maniodepressiv lidelse, Chron's syge (kronisk mave/tarm betændelse), bryst- og prostatakræft, grøn stær, hjerte arytmi og HIV - og måned for måned øges strømmen af data om komplekse sygdomme.
GWA-studierne er et vendepunkt for lægevidenskaben, som man har drømt om, siden kortlægningen af det menneskelige genom begyndte i 1989. Den nye viden åbner for at forstå vores individuelle genetiske forskelle, hvilket igen baner vejen for personlig medicin, hvor man vil skræddersy medicin til den enkeltes genom.
Det er præcis de samme SNP's som deCODEme, 23andme og Navigenics nu tilbyder at undersøge. Med en SNP analyse finder man ud af hvilke SNP'er og dermed hvilken bid af det genetiske patchwork man selv har og ud fra, hvordan andre med samme profil har udviklet sig - raske eller syge - regner firmaerne en sandsynlighed ud i forhold til den gennemsnitlige befolkning. Det er derfor deCODEme understreger, at analysen er en statistisk sandsynlighed og ikke en specifik lægelig diagnose som man kender fra egentlige genetiske test, hvor den præcise genetiske kode bestemmes.

Kapløb om at blotte sig helt
Men disse test er på vej. Den genetiske revolution er i fuld sving og de første individer har allerede fået kortlagt alle de milliarder byggesten i deres personlige genom og endda lagt det frem på Internettet til offentlig skue.
Den første var DNA-faderen James Watson, som den 31. maj 2007 fik sit genom udleveret på en dvd fra firmaet 454 Life Sciences. Et fremragende publicity stunt og en meget passende gestus overfor den overlevende af duoen Watson-Crick, som i 1953 opdagede DNA-molekylets struktur. Den ikoniske dobbelte spiral løste med ét slag biologiens største gåde om, hvor arvelig information findes i cellerne, og fundet udløste i 1962 Nobelprisen.
Watson havde formentlig også regnet med at blive det første menneske, der offentliggjorde sin arvemasse, men her blev han slået af en anden genom-pionér, Craig Venter. På sin vis en gentagelse af kapløbet om at komme først med kortlægningen af det menneskelige genom, hvor Venter med sit private firma Celera var tæt på at slå det offentligt finansierede Human Genome Project, som Watson en lang periode var chef for. De endte med at komme over målstregen samtidig. Denne gang ville Venter først og den 27. juni 2007 - ni dage inden Watson - lagde Venter sit eget genom ind i den offentlige online database GenBank frit tilgængeligt for alle.
Begge genomer er spændende og afslørende læsning. Bortset fra et enkelt gen, som Watson ikke ville kende til, kan han ånde lettet op og konstatere, at hans arvemateriale er fri for alvorlige mutationer. Men som han selv siger, er det egentlig ikke overraskende, da han allerede er blevet en gammel mand. Watson blev 80 i april. Det gen, ApoE4, han ikke ønskede at kende til er en stærk indikation for at udvikle Alzheimers i en høj alder, hvilket Watson's bedstemor formentlig døde af. Der er ikke nogen behandling, så Watson foretrækker ikke at vide om hans liv skal slutte sådan.

Forebygger truende blodprop
Den 60-årige Venter ligger derimod alting frem og endda i en bedre version end nogen genomer hidtil, da han har kortlagt det diploide genom dvs. begge sæt kromosomer - både det han fik fra sin mor og det fra sin far.
I hans genom fandt man faktisk en mutation i ApoE genet, der øger risikoen for Alzheimers, men Venter siger, der ikke er nogen forhistorie for Alzheimers i familien, så det bekymrer ham ikke synderligt. Det er et statistisk resultat og ikke en dom siger han. Derimod tager han tre andre varianter mere alvorligt - MMP3, TNFSF4 og NOS3 - øger alle risikoen for hjertesygdomme og Venters far døde pludseligt af en blodprop. Nu spiser Venter forebyggende medicin - statiner, der sænker blodets kolesterol indhold. På samme måde forventer forskerne bag deCODEme, at genetiske profiler vil give folk ekstra motivation til at ændre livsstil. Sagt lidt firkantet kan man nemt undskylde sig og sige, at det ikke vil gå som det gik for ens far, men med identiske genvariationer er det svært at vige udenom.
Mange andre gener fortæller en historie om Venter lige fra de bizarre som viskositeten af hans ørevoks over risikoen for sygdomme til tendens at være natteravn og ville opleve nyt. Adspurgt om han ikke er bekymret for at give alle andre muligheden for at gå hans genom igennem med en tættekam, siger Craig Venter kort, at hans selvbiografi er langt mere afslørende. Han hentyder til, at det endnu er ret begrænset, hvor meget interessant man kan sige om en person ud fra hans gener.

Analyser sker i rekordtempo
Men takket være den eksplosive vækst i genomforskningen er dette hastigt på vej til at ændre sig. Eksempelvis blev Watsons genom kortlagt på blot 2 måneder med 454 Life Sciences banebrydende emulsions teknologi, der speeder kortlægningen op med over faktor 60. I dag kortlægger man 1 mia. DNA-baser svarende til en tredjedel af arvematerialet i ét hug. 454 Life Sciences står langt fra alene og eksperter vurderer, at over 30 firmaer arbejder på nye banebrydende teknologier i jagten på et fremtidigt marked, der vurderes som meget lukrativt marked.
Der er endda udlovet en pris for at anspore en hurtig udvikling i stil med det man kender fra Ansari X-prize, som har været drivkraft for udviklingen af civil rumfart. Den 10 mio. dollar store Archon X Prize tildeles de første, der kortlægger 100 genomer på 10 dage for under 10.000 dollar pr. genom af en høj kvalitet med maximalt en fejl for hver 10.000 DNA-baser.
»Det når vi indenfor fem år,« siger Michael Egholm, vicepræsident i 454 Life Sciences.
Men Egholm har skarp konkurrence fra bla. VisiGen Biotechnologies, Foundation for Applied Molecular Evolution (FfAME) og det universitetsbaserede Base4 Innovation, der hver især kombinerer nanoteknologi med molekylærbiologi for at øge hastigheden og samtidig gøre instrumenterne ultrakompakte. Målet er at kunne kortlægge DNA med op til en million DNA-baser i sekundet svarende til et helt genom på under en time.
Dermed er der ingen tvivl om, at genom kortlægning vil blive hver mands eje og den for forbrugere psykologisk vigtige grænse på 1.000 dollar vil komme indenfor rækkevidde. Allerede nu bliver der kortlagt genomer på livet løs. Siden Venter og Watson har to anonyme kinesere også fået præsenteret deres genetiske kode, og de fire er blot en rislen i forhold til den brusende flod, der er på vej.

Nyt projekt skal gå Jorden rundt
Den 22. januar 2008 offentliggjordes en stor international satsning »1.000 Genomes Project«, der over de næste 3 år vil kortlægge 1.000 fulde genomer af mennesker over hele kloden - fra toscanere i Italien til maasaier i Kenya. Bag projektet står nogle af de største forskningsinstitutioner indenfor genetik - Wellcome Trust Sanger Institute i England, Beijing Genomics Institute (BGI) i Kina, National Human Genome Research Institute (NHGRI) i USA. Chefen for NHGRI, Francis Collins, siger, at projektet skal give et detaljeret billede af menneskehedens genetiske variation og dermed den hidtil bedste indsigt i medicinsk relevante forskelle i vores arvemateriale.
Projektet starter ud med tre pilotprojekter, hvor man vil afprøve spritnye genomteknologier: En tilbundsgående kortlægning af 2 voksnes og deres 4 forældres genomer, en let kortlægning af 180 genomer fra tre geografiske regioner og en komplet kortlægning 1.000 gener (svarende til 5 pct. af vores gener) fra 1.000 individer. De sidste 2 år forventes projektet så at køre på fuld tryk og kortlægge 8,2 mia. DNA-baser i døgnet svarende til 2 menneskelige genomer. Når de 3 år er gået vil man have lagt mere end 6 billioner DNA-baser i de offentlige databaser, hvilket svarer til 60 gange mere DNA end der er offentliggjort i gennem de sidste 25 år. Eller for at sætte det i et andet perspektiv vil man på to døgn producere mere DNA-data end, der blev offentliggjort i hele 2007.
Med så store datamængder bliver der virkelig mulighed for at forstå de biologiske mekanismer bag de genetiske sammenhænge i komplekse træk og sygdomme. Forskere verden over er begejstrede og imødeser den enorme og frit tilgængelige ressource ligesom forbrugerne kan se frem til at høste den megen viden i deres egne personlige gen profiler.
Sideløbende annoncerede den kinesiske partner, BGI, i januar 2008 sit eget 3-årige »Yanhuang Project«, der skal kortlægge det fulde genom af 100 kinesere. På lidt længere sigt vil BGI udvide og kortlægge ikke mindre end 10.000 genomer fra kinesere og østasiater. Dertil kommer store initiativer fra højt profilerede genompionerer. George Church fra Harvard Medical School står bag »Personal Genome Project«, som håber at tiltrække helt op til 100.000 frivillige, der skal have kortlagt den mest informative ene procent del af genomet, de proteinkodende områder. Det spændende ved Church's projekt er, at han vil koble DNA-koderne med personlige oplysninger som sygejournaler, billeder samt vaner og livsstil. De første 10 frivillige (inkl. George Church selv) er annonceret. Craig Venter arbejder på et lignende projekt, men vil ikke nøjes med en del af genomet. Han er i gang med at kortlægge ti genomer og stiler imod at nå 10.000 fulde diploide genomer i det kommende årti.

Vores genom bliver ledestjerne
De medicinske perspektiver er enorme. Allerede i dag foretager man rutinemæssigt et væld af genetiske test på hospitaler. Tusindevis af kvinder testes årligt for to gener, BRCA 1 og 2, der forbindes med brystkræft. Brystkræft patienter testes for en variant af genet HER2, der betyder, at tumoren kan behandles med lægemidlet herceptin. En ny test, Oncotype DX, tester 21 gener, som til sammen kan forudsige risikoen for, om brystkræft vender tilbage. To gener, VKORC1 og CYP2C9, er vigtige for at fastlægge dosis af det blodfortyndende medicin warfarin. Fostre testes for kromosomfejl, man tester for frugtbarhed, mulige bivirkninger af lykkepiller osv. Vi er allerede vant til genetiske test og man behøver ikke engang gå til lægen, men kan selv få dem lavet via Internettet.
Der er også dem, som ikke nøjes med de genetiske test, der allerede findes, men selv kortlægger gener i kælderen. Lægen Hugh Rienkoff, har købt sit eget laboratorieudstyr (brugt over eBay) og forsøger at finde baggrunden for en sjælden sygdom hans datter lider af. Hun falder ved siden af alle diagnoser og lægerne har givet op. Med letlæselige online instruktioner er gen-kortlægning i dag ikke vanskeligere end at lave bøf bearnaise efter en opskrift. Rienkoff har taget hul på en fremtid, der allerede er en mulighed for os alle.
Man kan ligeså godt kan vænne sig til at »genomer« vil falde ligeså naturligt i frokostdiskussionerne som ens nye frisure, ferie og mobiltelefon. Her vil man helt sikkert også snakke om et nyt hastigt voksende forskningsfelt »Nutrigenomics«, som forener mad, genomer og helbred. I EU har man fx etableret NuGO netværket, der samler ekspertise fra de tre grene af forskningen i håb om at opnå fremskridt indenfor sygdomme som diabetes, hjerte-kar sygdomme og cancer. En fremtid med individuelt sammensat kost baseret på ens personlige genetiske profil ikke fjern. Den første nutrigenomics klinik, Reach100, åbnede i Adelaide i Australien i juli sidste år og ud fra en blodprøve tilbyder firmaet et genomisk helbredstjek. Firmaet ser på en lang række potentielle problemer - lige fra forhøjet blodtryk over alzheimers til prostatakræft - og ordinerer vitaminer, mineraler og kosttilskud til at rette op på problemer og sikre kunden en høj alder. Populært sagt går Reach100 ind og laver en formkurve på ens DNA og hvis resultatet ser dårligt ud, kan man selv sørge for at hjælpe genomet tilbage i topform med den rette cocktail af vitaminer, antioxidanter og mikronæringsstoffer.

Den genetiske arv afgør menuen
Nutrigenomics er endnu et ungt felt og meget omdebatteret. Selvom konceptet er baseret på års videnskabelig forskning, der viser, at de forskellige kosttilskud og vitaminer har stor betydning for udvikling af f.eks. cancere og nervelidelser, peger kritikkerne på, at man endnu mangler at vise resultaterne i de store dobbeltblinde undersøgelser, der kræves for lægemidler. Det er fx ret kontroversielt om kosttilskud også kan rette op på ophobede skader i ens arvemateriale, der fører til kræft. Befolkningens nuværende hunger efter kosttilskud, vitaminer og urter er imidlertid et pejlemærke for, at nutrigenomics uden tvivl vil slå igennem og at stadig flere vil indrette måltiderne efter vores gener.
Med de kommende års enorme mængder af data om genomerne spåes et vendepunkt i sundhedsvidenskaben. Det bliver for første gang muligt at få indsigt i de små genetiske variationer, der ligger bag alle vores små særpræg. Hvorfor vi ser forskellige ud, hvorfor vi tåler medicin forskelligt og hvorfor nogle bliver syge mens andre ikke gør. Sundhedsvæsnet vil ikke i nær samme grad halse efter sygdommene, men i stedet komme dem i forkøbet: Læger bliver forebyggende frem for behandlende.
Vi står på tærsklen til en ny æra, hvor vi også selv i højere grad vil leve efter, hvem, vores gener fortæller, vi er. Vi vil få et længere, sundere og rigere liv, hvor vi udlever det fulde potentiale indenfor rammerne af vores genom. Udforskningen af genomet er ikke længere forbeholdt de få eksperter. Vi kan allerede nu tage del i fremtiden og for hvert nyt genom forskerne kortlægger får vi endnu mere værdifuld viden om os selv.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Illustreret Videnskab.