Ричардс Ресник: Добре дошли в геномната революция

В тази презентация от TEDx Бостън, Ричард Ресник обяснява как бързото и евтино секвениране на човешкия геном ще преобърне здравеопазването (както и застраховането и политиката).

Дами и господа,

представям ви човешкия геном.

(Аплодисменти)

Хромозома едно, горе в ляво,

Долу в дясно са половите хромозоми.

Жените имат две от големите Х хромозоми;

мъжете имат една Х

и разбира се, една малка Y.

Съжалявам момчета, но само това дребно нещо ви прави различни.

И ако увеличим генома,

разбира се ще видим, структурата на двойната спирала

живота е кодиран с тези четири биохимични букви,

т.нар. бази:

А, Ц, Г и Т.

Колко такива има в човешкия геном? Три милиарда.

Това много ли е?

Ами... всеки може да размахва големи числа.

Но всъщност, ако поставим една база

във всеки пиксел от този екран с разделителна способност 1280 на 800,

ще са ни необходими 3000 екрана за да поберем генома.

Така че, всъщност, наистина е доста голям.

И най-вероятно заради размера,

група хора -- между другото, всички със Y хромозоми --

решиха че искат да го секвенират (определят структурата).

(Смях)

И така, 15 години и 4 милиарда долара по-късно,

генома бе секвениран и публикуван.

През 2003 година, публикуваха последната версия и продължиха да работят по нея.

Всичко това беше направено на машина като тази.

Струва около долар за всяка база

и е много бавно.

Е приятели, аз съм тук да ви кажа,

че света напълно се е променил,

а никой от вас не знае за това.

Днес ние вземаме един геном,

правим около 50 копия,

разделяме ги на части по около 50 бази

и паралелно ги секвенираме.

После обработваме данните

и получаваме цялата картинка.

Само за да придобиете представа:

проекта за човешкия геном: 3 гигабази.

Едно пускане на тези машини:

200 гигабази за седмица.

И това 200 ще се превърне във 600 това лято,

като няма признаци темпото да се забави.

Цената за секвенирането на една база

падна около 100 милиона пъти.

Това е все едно да заредите колата си с бензин през 1998,

да изчакате до 2011,

и сега да карате до Юпитер и обратно два пъти.

(Смях)

Световното население,

броя на персоналните компютри,

цялата медицинска литература,

Закона на Мур,

стария начин на секвениране, и тук е новия метод.

Хора, това е логаритмична зависимост;

обикновено графиките не нарастват така.

Световния капацитет за секвениране на геноми

е около 50 000 -- 100 000 генома годишно.

Това е на база на броя на машините, които се инсталират

Този капацитет ще се удвоява, утроява или учетворява,

всяка година във видимото бъдеще.

Всъщност, има една конкретна лаборатория,

която представлява 20 процента от този капацитет.

Това е Пекинския Геномен Институт.

Между другото, китайците печелят без конкуренция надпреварата до новата Луна.

Какво означава това за медицината?

Да вземем жена на 37 години.

Диагностицирана е с втора степен естроген приемащ рак на гърдата.

Лекуват я чрез хириругия, химиотерапия и радиация.

Пускат я да се прибере.

Две години по-късно, тя се връща със трета степен рак на яйчниците.

За нещастие, отново я лекуват със хирургия и химиотерапия.

Връща се след 3 години, вече на 42,

отново със рак на яйчниците -- още химиотерапия.

Шест месеца по-късно,

тя се връща с остра миелоидна левкемия.

Получава дихателна недостатъчност и умира след осем дни.

Първо, начина по който е лекувана тази жена след по-малко от 10 години,

ще изглежда като кръвопускане.

И това е благодарение на хора като моя колега, Рик Уилсън,

от Геномния Институт на Вашингтонския Университет,

който решил да прегледа аутопсията на жената.

Той секвенирал здрави клетки от кожата

и костен мозък заразен с рак,

и секвенирал и двете проби,

за няколко седмици -- нищо работа.

След това с помощта на софтуер сравнил двата генома,

и открил, сред куп други неща,

едно заличаване на 2000 бази,

сред другите три милиарда бази

на един специален ген -- ТР53.

Ако имате такава вредна мутация в този ген

сте 90 процента по-склонни да развиете рак.

За нещастие, това не помогнало на тази жена,

но има големи, дори бих казал огромни

последствия за нейното семейство.

Имам предвид, ако имат същата мутация

и си направят този генетичен тест и го знаят,

тогава те могат да се преглеждат по-често и да диагностицират рака по-рано

и по този начин да живеят доста по-дълго.

Нека ви запозная с близнаците от семейство Биъри,

диагностицирани с церебрална парализа, когато са били на 2 години.

Тяхната майка е една много смела жена,

която забелязала, че симптомите не пасват

и чрез геройски усилия, и много търсене в Интернет,

успяла да убеди медицинската общност,

че всъщност децата й са болни от друго.

Те всъщност имали допа-отзвичива дистония.

Предписали им Л-допа

и симптомите им затихнали,

но те били напълно асимптоматични.

Много от тежките симптоми останали.

Господинът на тази снимка -- Джо Биъри,

имал късмета да е ръководител на отдела за иновации

в една компания, наречена Life Technologies.

Те са една от двете компании,

които правят уреди за цялостно геномно секвениране.

И той решил да изследва децата си.

И те открили серия мутации в гена SPR,

който освен всичко останало е отговорен и за производството на серотонин.

Така освен Л-допа, те дали на децата и медикаменти за производство на серотонин,

и в момента те са практически нормални.

Това никога нямаше да се случи без цялостно геномно секвениране.

И по онова време, преди няколко години, това струваше 100 000 долара.

Днес струва 10 000, догодина -- 1000.

По-следващата 100 долара, може би и по-рано.

Нещата се развиват с такива темпове.

Това е малкия Ник --

той обича Батман и водни пистолетчета.

Един ден Ник се появява в педиатрията

с издут корем, като на жертва на глад.

И той се храни нормално,

но когато се храни, неговите черва се отварят

и фекалии се изливат в корема му.

И след стотина операции,

той се обръща към майка си и казва: "Мамо,

моля те моли се за мен. Толкова много ме боли."

Неговия педиатър случайно има познания по клинична генетика,

но няма никаква представа какво се случва,

и предлага: "Хайде да секвенираме генома на това дете."

И те откриват една единствена мутация,

в един ген, отговарящ за контролираната смърт на клетките.

На теория, момчето получава имунна реакция,

практически към храната,

и тази реакция причинява програмираната смърт на клетките.

Но гена, който регулира този процес е повреден.

И това изисква, освен ред други неща,

трансплантация на костен мозък, която те предприемат.

И след девет месеца диета и възстановяване,

детето сега яде стек със сос.

(Смях)

Възможността да използваме генома

за универсална диагностика

стои пред нас днес.

Това е реалността днес.

Това означава,

че всеки един в тази стая може да живее 5, 10, 20 години повече,

само заради тази възможност.

Което звучи фантастично,

ако не вземате предвид влиянието на човечеството върху планетата

и нашата способност да поддържаме производството на храна.

Оказва се,

че същата технология

се използва за разработването на нови видове

царевица, жито, соя и други растения,

които са устойчиви на суша, наводнения,

вредители и пестициди.

Вижте, докато продължаваме да увеличаваме населението,

ще трябва да продължаваме да ядем генетически модифицирани храни,

и това е мнението ми по този въпрос днес.

Освен ако някой от публиката

не иска да спре да се храни?

Никой, нито един.

Това е пишеща машина,

която е била неизменно на всяко бюро за десетилетия.

И тя е била изместена от това.

И след това по-добри версии на машини за обработка на текст.

Но, в края на краищата, това е революция след революция.

Боб Меткалф, който изобретил етернет мрежата

и свързал всички компютри заедно,

е човека който промени всичко из основи.

И изведнъж получихме Netscape и Yahoo

както и целия дот ком балон.

(Смях)

Няма място за паника,

на помощ веднага дойдоха iPod, Facebook

и играта "Сърдити пилета."

(Смях)

Вижте, ние се намираме тук днес.

Това е геномната революция. Ние сме тук.

Искам да се замислите:

Какво ще се случи,

когато тези точки не са отделните бази на вашия геном,

а свързаните геноми на цялата планета?

Наскоро си направих застраховка "живот".

И там имаше въпрос:

А. Никога не съм си правил генетичен тест. Б. Правил съм си, ето резултатите...

и В. Правил съм си, но няма да ви дам резултатите.

За щастие, отговорих А,

и го заявявам, в случай че застрахователния ми агент слуша.

Но какво щеше да се случи ако бях отговорил с В?

Потребителските приложения за геномика ще процъфтят.

Искате ли да разберете дали сте геномно съвместими

с вашата приятелка? Със сигурност.

ДНК секвениране на вашия iPhone? Имаме програма за това.

(Смях)

Индивидуален геномен масаж за някой?

Вече съществува лаборатория,

която прави изследвания за алел 334 от гена AVPR1,

по-известен като гена на изневярата.

Така че всеки, който е тук с половинката си,

обърнете се към тях и вземете малка проба от устата,

изпратете я в лабораторията и ще знаете със сигурност.

(Смях)

Искате ли да изберете президент,

чийто геном показва, че ще страда от кардиомиопатия?

Представете си, 2016 година е

и президентския кандидат оповестява

не само данъчните си извлечения,

но и личния геном.

И той изглежда много добре.

И после тя предизвиква и конкурентите си да направят същото.

Мислите ли, че няма да се случи?

А дали щеше да помогне на Джон МакКейн?

(Смях)

Колко души в публиката

имат фамилия Ресник като моята? Вдигнете ръце.

Някой? Никой.

Обикновено има един-двама.

Моят дядо е един от 10-тината братя Ресник.

Те се мразели един друг.

И се пръснали по всички краищата на планетата.

Така че най-вероятно

съм роднина на всеки Ресник, когото срещна, но не го знам със сигурност.

Представете си, че генома ми беше секвентиран и вкаран в програма,

и генома на мой трети братовчед също е там,

и софтуера може да ги сравни

и да направи асоциацията.

Не е трудно. Моята компания има софтуер, който може да го направи веднага.

Сега си представете следното,

че софтуера може да вземе съгласие от двете страни:

"Бихте ли искали да се запознаете с третия си братовчед?"

И ако и двамата се съгласим,

готово! Добре дошли в "хромозомно свързани".

(Смях)

Най-вероятно това е хубаво, нали?

По-големи семейни срещи и така нататък.

Но може и да е лошо.

Колко бащи има в публиката? Вдигнете ръце.

Добре, експертите твърдят, че 1 до 3 процента от вас

не са бащи на децата си.

(Смях)

Вижте ...

(Смях)

Тези геноми, тези 23 хромозоми,

по никакъв начин не определят качествата на нашите взаимоотношения,

или същността на нашите общества, поне все още не.

И като всяка нова технология,

зависи от нас

да я използваме за подобряване на човечеството, или обратно.

Така че ви приканвам да се събудите и да се включите

в геномната революция, която е навсякъде около вас.

Благодаря ви.

(Аплодисменти)