Op 26 juni 2000 sprak toenmalig president van de VS, Bill Clinton, de woorden: “Vandaag … vieren we de voltooiing van het eerste overzicht van het volledige humane genoom … Hiermee zal de mensheid immense nieuwe mogelijkheden voor de geneeskunst tot zijn beschikking hebben. Genoom-wetenschap zal een enorme impact op onze levens en de levens van onze kinderen hebben. Het zal de diagnose, preventie en genezing van de meeste, zo niet alle, humane ziektes revolutionair veranderen”. Hij had het over de publicatie van het humane genoom, met aan zijn zijde de twee hoofdrolspelers in de race: Francis Collins, de baas van het publieke Humane Genoom Project en Craig Venter van Celera Genomics. Het tijdschrift Nature wijdde vorige maand een speciale bijlage aan het 10-jarige jubileum van de publicatie van de humane DNA-sequentie.
Eind jaren 80 werd het sequencen van het complete humane genoom onmogelijk geacht. Wetenschappers konden toen carrière maken met het sequencen van één enkel gen. Toch werd met behulp van vele miljoenen dollars overheidssubsidie in 1989 het Humane Genoom Project gestart (HUGO, The Human Genome Organsation). Hiervoor gingen onderzoeksgroepen wereldwijd samenwerken en moesten de betrokken onderzoekers zich houden aan standaard procedures. Dit was een grote verandering voor de wetenschappelijke wereld, waarin normaal elke onderzoeksgroep vrij ‘individueel’ aan zijn eigen project werkt. In 1994 was er een klein groepje mensen die het allemaal niet snel genoeg ging en een nieuwe manier van sequencing ontwikkelden, de ‘shotgun-sequencing-techniek’. Deze techniek werd met de nodige scepsis ontvangen, maar nadat het genoom van de fruitvlieg werd gepubliceerd, werd de methode algemeen geaccepteerd (sinds 2001 wordt shotgun-sequencing voor bijna al het sequencen gebruikt). Vanaf 1998 had het HUGO dus een concurrent: het bedrijf Celera Genomics van Craig Venter. Daarna was het een nek-aan-nek race tussen het commerciële Celera met vele press-releases over het succes van hun methode en HUGO die benadrukte dat het humane genoom toch echt publiek bezit moest blijven. Uiteindelijk werd de wedstrijd met gelijkspel beëindigd in het Witte Huis met de mooie woorden van Bill Clinton. Maar is de beloofde revolutie er ook echt gekomen?
Sceptici zeggen van niet: de bekendheid van de DNA-volgorde van de mens betekent niet dat we nu alles weten. Er zijn alleen nog maar meer vragen bijgekomen, de complexiteit van ons genoom blijkt vele malen groter te zijn dan verwacht (gevreesd). De klinische toepassingen lijken voorlopig nog beperkt. Maar de impact moet niet onderschat worden: de kennis die we nu hebben over het humane genoom is vele malen groter dan tien jaar geleden. Onderzoekers in de (medische) biologie gebruiken dagelijks databases met genoominformatie die er niet zou zijn geweest zonder de sequencing-projecten. Ook de techniek heeft niet stilgestaan – integendeel: sequencing van 1 menselijk genoom kan nu in 1 week voor zo’n $10.000, 14.000 keer goedkoper en 50.000 keer sneller dan in 2000. Momenteel zijn zo’n 5000 organismen gesequenced, waarvan ongeveer 170 mensen met verschillende etnische achtergrond. Doordat we dit nu van zowel gezonde als zieke individuen kunnen doen, is het mogelijk om foutjes of variaties in het DNA te koppelen aan bepaalde ziektes of uiterlijke kenmerken. Hiervoor liggen de moeilijkheden niet bij het sequencen zelf, maar bij de rekenkracht van computers.
Een recente doorbraak in de geneeskunde is het sequencen van kankergenomen. Wereldwijd zijn projecten gestart om 500 tumorgenomen van 50 soorten kanker in kaart te brengen. In tumoren hopen veel DNA-fouten zich op waardoor de kankercellen ontsporen, wat kan leiden tot uitzaaiingen. Door het sequencen van tumorgenomen hoopt men meer te weten te komen over de ontwikkeling van kanker.
Dat dit mogelijk is blijkt uit een recent gepubliceerde studie waarin van een borstkankerpatiënte haar ‘gezonde’ DNA en dat van haar tumorcellen vier keer in een jaar gesequenced werd. Dit onderzoek laat zien welke DNA-veranderingen op welk moment optraden, wat weer gekoppeld kon worden aan informatie van het ziekteverloop van de patiënte. Zonder de genoom-sequencing projecten van 10 jaar geleden en de technische vooruitgang die hierop volgden was dit technisch en financieel onhaalbaar geweest.
Ik deel de mening die zowel Craig Venter als Francis Collins geven in de Nature-bijlage: de gehoopte revolutie in de geneeskunde is er dan misschien nog niet, maar “the best is yet to come”. Hopelijk verschijnt er in 2020 een nieuwe bijlage waarin we kunnen lezen hoe de genetica van kanker volledig is opgehelderd en bij iedere kankerpatiënt door middel van kanker-genoom-sequencing een passende therapie gevonden zal worden… De tijd zal het leren.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op wetenschapsblog Sciencepalooza
Eind jaren 80 werd het sequencen van het complete humane genoom onmogelijk geacht. Wetenschappers konden toen carrière maken met het sequencen van één enkel gen. Toch werd met behulp van vele miljoenen dollars overheidssubsidie in 1989 het Humane Genoom Project gestart (HUGO, The Human Genome Organsation). Hiervoor gingen onderzoeksgroepen wereldwijd samenwerken en moesten de betrokken onderzoekers zich houden aan standaard procedures. Dit was een grote verandering voor de wetenschappelijke wereld, waarin normaal elke onderzoeksgroep vrij ‘individueel’ aan zijn eigen project werkt. In 1994 was er een klein groepje mensen die het allemaal niet snel genoeg ging en een nieuwe manier van sequencing ontwikkelden, de ‘shotgun-sequencing-techniek’. Deze techniek werd met de nodige scepsis ontvangen, maar nadat het genoom van de fruitvlieg werd gepubliceerd, werd de methode algemeen geaccepteerd (sinds 2001 wordt shotgun-sequencing voor bijna al het sequencen gebruikt). Vanaf 1998 had het HUGO dus een concurrent: het bedrijf Celera Genomics van Craig Venter. Daarna was het een nek-aan-nek race tussen het commerciële Celera met vele press-releases over het succes van hun methode en HUGO die benadrukte dat het humane genoom toch echt publiek bezit moest blijven. Uiteindelijk werd de wedstrijd met gelijkspel beëindigd in het Witte Huis met de mooie woorden van Bill Clinton. Maar is de beloofde revolutie er ook echt gekomen?
Sceptici zeggen van niet: de bekendheid van de DNA-volgorde van de mens betekent niet dat we nu alles weten. Er zijn alleen nog maar meer vragen bijgekomen, de complexiteit van ons genoom blijkt vele malen groter te zijn dan verwacht (gevreesd). De klinische toepassingen lijken voorlopig nog beperkt. Maar de impact moet niet onderschat worden: de kennis die we nu hebben over het humane genoom is vele malen groter dan tien jaar geleden. Onderzoekers in de (medische) biologie gebruiken dagelijks databases met genoominformatie die er niet zou zijn geweest zonder de sequencing-projecten. Ook de techniek heeft niet stilgestaan – integendeel: sequencing van 1 menselijk genoom kan nu in 1 week voor zo’n $10.000, 14.000 keer goedkoper en 50.000 keer sneller dan in 2000. Momenteel zijn zo’n 5000 organismen gesequenced, waarvan ongeveer 170 mensen met verschillende etnische achtergrond. Doordat we dit nu van zowel gezonde als zieke individuen kunnen doen, is het mogelijk om foutjes of variaties in het DNA te koppelen aan bepaalde ziektes of uiterlijke kenmerken. Hiervoor liggen de moeilijkheden niet bij het sequencen zelf, maar bij de rekenkracht van computers.
Een recente doorbraak in de geneeskunde is het sequencen van kankergenomen. Wereldwijd zijn projecten gestart om 500 tumorgenomen van 50 soorten kanker in kaart te brengen. In tumoren hopen veel DNA-fouten zich op waardoor de kankercellen ontsporen, wat kan leiden tot uitzaaiingen. Door het sequencen van tumorgenomen hoopt men meer te weten te komen over de ontwikkeling van kanker.
Dat dit mogelijk is blijkt uit een recent gepubliceerde studie waarin van een borstkankerpatiënte haar ‘gezonde’ DNA en dat van haar tumorcellen vier keer in een jaar gesequenced werd. Dit onderzoek laat zien welke DNA-veranderingen op welk moment optraden, wat weer gekoppeld kon worden aan informatie van het ziekteverloop van de patiënte. Zonder de genoom-sequencing projecten van 10 jaar geleden en de technische vooruitgang die hierop volgden was dit technisch en financieel onhaalbaar geweest.
Ik deel de mening die zowel Craig Venter als Francis Collins geven in de Nature-bijlage: de gehoopte revolutie in de geneeskunde is er dan misschien nog niet, maar “the best is yet to come”. Hopelijk verschijnt er in 2020 een nieuwe bijlage waarin we kunnen lezen hoe de genetica van kanker volledig is opgehelderd en bij iedere kankerpatiënt door middel van kanker-genoom-sequencing een passende therapie gevonden zal worden… De tijd zal het leren.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op wetenschapsblog Sciencepalooza
