Upoznati ljudski genom za 1.000 dolara

Razgovarao: Harun Cero

Hrvatska nauka odnedavno je bogatija za uređaj pomoću kojega će znanstvenici Instituta Ruđer Bošković u Zagrebu, ubuduće moći učitati DNA slijed u ljudskom genomu za samo 24 sata.

Vođa Grupe za translacijsku medicinu IRB-a i koordinator projekta InnoMol, Oliver Vugrek je za Al Jazeeru govorio o tome šta ovaj uređaj predstavlja u borbi protiv raznih vrsta karcinoma. 

• Možete li nam reći nešto više o ovom uređaju i šta on znači za nauku, ne samo u Hrvatskoj, nego u regiji?

– Radi se uređaju Illumina NextSeq500, najnovija inačica iz serije instrumenata za određivanje slijeda ljudskog genoma ili drugih vrsta. Nextseq je komercijalno dostupan tek od 2014.

Jedini je instrument te kompaktne klase na tržištu koji može odrediti cjelokupni genom čovjeka unutar 24 sata za otprilike 4.200 eura u istraživačke svrhe, bez uračunatih troškova amortizacije, poreza, i ljudskog rada koji je bitan za analizu podataka, a ne toliko za upravljanje instrumentom. Primjerice, dešifriranje ljudskog genoma (postignuto 2000. godine) trajalo je desetljeće i troškovi su procijenjeni na miljardu američkih dolara.

Još prije nekoliko godina analiza ljudskog genoma iznosilo je stotine tisuća eura (2000-2010. godine), i ta cijena konstantno pada. Zadani cilj je tzv. 1000$ genom, dakle odrediti ljudski genom za samo tisuću dolara i takvi instrumenti su izašli prošle godine, također od  Illumina, no njihova cijena je 10 milijuna dolara. Naš instrument je mali brat.

Čak niti naši partneri iz Njemačke, iz InnoMol projekta, nemaju takav moderni uređaj. U regiji ga nema, i u Europi smo među prvim zemljama koji su upogonili taj instrument.

• Koliko uređaj košta i kako je vaš institut isfinansirao aparat?

– Nabavljen je iz sredstava Europske Unije, iz Sedmog Okvirnog programa, odnosno projekta InnoMol. Cijena je 205.000 eura i radi se o bespovratnim sredstvima. Točan naziv projekta  je: European Union's Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration  Grant agreement No 316289.

• Kakva je korist ovog uređaja za građane i kako želite uvjeriti javnost da je on isplativ?

– Naš instrument je jedini u regiji koji može sekvencionirati ljudski genom unutar 24 sata, s tzv. pokrivenošću od 30x (drugim riječima, svaka baza unutar sekvence očitana je barem trideset puta). Za učinkovitu terapiju i liječenje tumora  izuzetno je važna ciljana analiza gena koji su povezani s nastankom i karakteristikama same bolesti, jer se na temelju tih podataka može procijeniti učinkovitost određenog (kemo)terapijskog pristupa.

Pametni lijekovi koji su nam na raspolaganju djeluju samo kod pacijenata sa povoljnim genetskim predispozicijama, o kojima ovisi hoće li liječenje biti učinkovito ili potpuno suprotno, čak i štetno za organizam, a bez ikakvog pozitivnog efekta na tumor.

Trošak prosječne kemoterapije iznosi i do sto pedeset tisuća kuna (19. 660 eura) po pacijentu, no takva terapija može biti besmislena i potpuno neučinkovita ukoliko se radi o osobi koja zbog genetske podloge neće reagirati na lijek. Upravo  takve pred-analize omogućene su nabavkom ovog uređaja, i to uz troškove koji ne prelaze 1.000 eura.

Osim toga,  za finansije javnog zdravstva to bi moglo donijeti uštede na neučinkovitim terapijama od, u prosjeku, pedeset tisuća kuna (6.552 eura). Ta sredstva mogla bi biti preusmjerena na druge vrste liječenja npr., ako se godišnje u Hrvatskoj otkrije 3000 novooboljelih od raka pluća, i ako samo kod desetine njih smanjimo troškove nepotrebnih terapija za 50% (npr. sa 20.000 na 10.000 eura), dolazimo do uštede od oko tri milijuna eura na godišnjoj razini, samo u slučaju tumora pluća.

• Kakva je dostupnost ovog uređaja i da li postoji mogućnost da on bude dostupan svima?

– Instrument je dostupan akademskoj zajednici, i šire. Nadam se da će to proraditi kao servis, te da će biti zaista potražnja.

Dugoročni ciljevi su sve genetske pretrage uvrstili na listu HZZO-a prema primjeru naših Njemačkih partnera iz Mainza, koji troškove,  manje od 30 pretraga, primjerice za rak dojke, pokrivaju iz zdravstenog sustava.

Iako se radi o kompaktnom modelu koji prvenstveno služi istraživačkom radu, zbog velikih kapaciteta instrumenta, mišljenja smo da će instrument  i javnom zdravstu biti interesantan, te smo lani imali informativne  sastanke sa službama javnog zdravsta Grada Zagreba. Sve skupa svakako  treba podići na nacionalnu razinu kako bi držali donekle korak sa  Europskim i svjetskim trendovima modernog Zdravstva.

• Možete li nam objasniti gdje se on sve može koristiti i u koje svrhe?

– Upravo očekujem uzorke iz jedne klinike za pedijatriju kako bi im pomogli u dijagnostici desetak kompliciranih, teško objašnjivih slučajeva.  U laboratoriju, na raspolaganju nam je nekoliko razina analiza, od klasičnog sekvenciranja, komparativne genomske hibridizacije na mikročipovima (aCGH), do sekvenciranja cjelokupnog genoma.

Nova tehnologija NGS (Next Generation Sequencing- Napredno određivanje genskog slijeda) je najmoćnija tehnologija, i bez toga neke bolesti bi jednostavno ostale nedijagnosticirane.

• Kazali ste da ovaj uređaj nije samo upotrebljiv u oblasti zdravstva nego i šire? Možete li malo pojasniti?

– Primjena je široka: Poljoprivreda genomike, (primjena genomike u poljoprivredi), ponudit će rješenja za izazove hranjenja rastuće populacije, tj.  koji sojevi daju najviše plodova itd. Analiza genoma može pomoći pri razumijevanju zašto određena vrsta bolje raste na području XY.

Primjene NGS tehnologije umjesto klasične analize, primjerice amniocinteza, koja u 1% analiza izaziva pobačaj. NGS tehnologija može odrediti status fetusa iz majčine krvi.

Dakle primjena je široka, a može pomoći pri kromosomalnim abnormalijama, trisomiji, drugim sindromima, kao i razvoju novih lijekova…

• Da li je ovo novi korak u borbi protiv raznih vrsta karcinoma?

– Instrument će pomoći u borbi protiv karcinoma na način da će pomoći pri određivanju efikasne terapije. Drugo, pomoću instrumenta dobit ćemo uvid u genske predispozicije za razvoj bolesti, a s tim ćemo, nadam se, bolje razumjeti zašto se pojavi određena bolest. 

Kada shvatimo osnove, onda možemo  osmisliti načine liječenja. 

Dobar dio ljudskog genoma još nam je nepoznanica, ali to nije razlog da se ne radi na razumijevanju istog. RH će teško  konsolidirati redove kao što to čini, na primjer, njemački Institut za istraživanje raka u Heidelbergu (DKFZ) koji je lani upogonio velikog brata našeg instrumenta (Illumina X-Ten).

Njihov cilj je razumijevanje razloga nastanka karcinoma, te će za svakog svojeg novog pacijenta odrediti genom uz trošak od tisuću eura po pacijentu, a radi se otprilike o šest tisuća pacijenata godišnje.

Kod njih, trošak analize pokriva DKFZ, javno zdravstvo, grad ili pokrajina, a ne pacijent. To je za mene primjer dobre prakse.

• Da li bi ovaj uređaj trebale imati sve države u regiji i koji je vaš savjet kolegama u regiji?

– Nije problem imati uređaj, problem je imati stručne kadrove koji znaju raditi na instrumentu, odnosno koji znaju razumjeti podatke koji instrument generira. Dakle, moramo školovati osoblje, od mladih do iskusnih znanstvenika, i tako stvoriti uvjete da nova tehnologija bude upotrijebljena svakodnevno, te da postane jednog dana rutina.

Možemo čak reći da se tehnologija možda čak brže razvija nego što znanstvenici to mogu pratiti, i nedostaje kadar stručnjaka  bioinformatičara, koji znaju analizirati dobivene podatke. U svijetu je velika potražnja za bioinformatičarima.

Izvor: Al Jazeera