GENETICKÉ TESTY: POZADÍ HUMBUKU

30. 10. 2008

Z vědního oboru dekódování DNA se stal byznys...

Fotografie: Stephen Voss

celý podtitul
Z vědního oboru dekódování DNA se stal byznys, můžete se ale dozvědět, jaké nemoci vám přesně hrozí? To, co se tvrdí, je přehnané – a jak říkají vědci, hodně zveličené

Má-li Greg Lennon pravdu, pak má zlatá horečka v oblasti osobního genomu jednu vážnou vadu: zlata není moc – zatím.
V uplynulém roce se některé firmy pustily do pozoruhodných snah o čtení budoucnosti z lidských genů. Za 399 dolarů sbírá nově založená společnost s názvem 23andMe vzorky slin od svých zákazníků, zkoumá téměř 600 000 genetických variant jejich DNA a popisuje, co tyto varianty prozrazují o znacích, původu, zdravotním stavu a rizicích onemocnění dárců. Navigenics, další firma, jíž se dostalo velké publicity, nejenže získává informace z 1,8 milionu variant neboli „markerů“ v jednom vzorku tkáně, ale využívá i odborné znalosti poradců a vědců z oboru genetiky na Harvardu a v dalších institucích. Cena: 2500 dolarů plus roční poplatek 250 dolarů za doručování bulletinů sestavovaných na zakázku z informací o nejnovějších objevech. „Tato technologie umožňuje rozeznat, komu hrozí riziko Alzheimerovy choroby, diabetu, rakoviny a dalších nemocí,“ říká Mari Bakerová, vrchní ředitelka společnosti Navigenics.
Ne tak rychle, říká Lennon, podnikatel s doktorátem z genetiky. Domnívá se, že v protikladu k humbuku kolem genetického testování je pravděpodobné, že tato první vlna podniků nabízejících služby přímo zákazníkům bude neúspěšná. Štíhlý jednapadesátiletý Lennon mluví tichým hlasem. Je kompetentní k tomu, aby to věděl. Vysloužil si ostruhy jak ve vládním Projektu lidského genomu (HGP), tak v nově založených biotechnologických firmách a zažil humbuk i propad. Předpovídá, že užitek z exploze vědomostí o lidských genech – a z podnikatelského modelu uplatňovaného firmou 23andMe a jí podobnými podniky – se dostaví až za deset let. V současnosti firmy testující osobní geny sbírají medicínské poznatky z jednotlivých kusů DNA, a nikoli z celých genů. Zatím to asi není o nic efektivnější než to, co se lze dozvědět tradiční formou z rodinné historie: „Většina lidí může ušetřit tisíc dolarů, když se prostě zeptají tety Kláry, co se vyskytuje v rodině,” tvrdí Lennon.

„SPOLEČENSKÁ HRA“ Taková skepse je u vědců kupodivu běžná. „Osobní genomiku považuji spíše za jakousi zábavnou společenskou hru než za užitečnou snahu,“ říká doktor James P. Evans, profesor genetiky a medicíny na University of North Carolina v Chapel Hillu. „Existuje potenciální újma způsobená falešným uklidněním či neoprávněným znepokojením, ale většinou jsou to vyhozené peníze.“
Samozřejmě, že i společenské hry mohou být výdělečné. A Lennon, Evans a další se domnívají, že v dlouhodobém výhledu se čtení DNA lidí stane pro medicínu nesmírným dobrodiním. Sám Lennon tomu věří a dál na tento obor spoléhá: jeho nejnovější podnik s názvem SNPedia je skladištěm všech údajů proudících z celého světa a spojujících genetické varianty se zdravím a nemocemi. Jde o webovou stránku, kterou Lennon spustil s jedním počítačovým mágem v roce 2006 za pomoci inzerátů a licencí a kterou si kdokoli může bezplatně prohlížet.
Avšak Lennon a mnozí akademičtí pracovníci trvají na tom, že tvrzení nově založených firem testujících geny jsou předčasná a zveličená. Firma 23andMe, kterou také podporuje vlivná biotechnologická společnost Genentech a jejíž spoluzakladatelkou byla Anne Wojcickiová, manželka Sergeye Brina z Googlu, slibuje na své webové stránce, že vám „pomůže pochopit, jak vaše genetická výbava ovlivňuje více než 80 nemocí, zdravotních potíží a znaků“. Další firma testující geny, deCODE Genetics, má na své webové stránce deCODEme rovněž několik ambiciózních tvrzení: „Zjistíte, odkud přišli vaši předkové“ a „přijímejte informovanější rozhodnutí o svém zdraví“. Přesto informace, jež můžeme získat z obvyklých variant DNA, zdaleka nepostačují k tomu, aby bylo možné předpovídat budoucí zdravotní stav. Poskytují jen nepatrné statistické vazby k onemocnění společně s nedokonalými náznaky o původu zákazníka.
Lennona tento fakt ohromil, když si před několika lety nechal otestovat svou vlastní DNA toutéž elementární technologií, s jakou teď přichází na trh firma 23andMe, a pak ji analyzoval s využitím své databáze SNPedia. Říká, že získávání výsledků zpočátku vypadalo napínavě. Zaujalo ho, když se dozvěděl, že má genetické markery spojené se zvýšeným rizikem onemocnění srdce a sníženým rizikem některých druhů rakoviny. Pak si ale pomyslel, no a co? Nejenže byly domnělé změny rizika příliš malé na to, aby měly větší význam, ale nebyl si jist, zda jim věří. „Dospěl jsem do fáze, kdy jsem si uvědomil: ,Páni, jak málo toho dnes víme‘,“ říká.
Jde o skutečné sdělení v Lennonových genech? „Pro mě to v podstatě znamenalo jen to, abych nekouřil, lépe jedl a více cvičil,“ prohlašuje. Pokud jde o druhý prodejní prvek osobní genetické analýzy, odhalení původu, vypráví příběh o své matce. Lennon říká, že se přihlásila ke genealogickému testu, který nabízel časopis National Geographic, „ale bylo to zklamání za sto dolarů“. Test sdělil, že má evropský původ. Žádný div: „Narodila se v Německu německým rodičům. Množství nových informací bylo žalostné.“

HLEDÁNÍ KLÍČE POD LAMPOU Toto odvětví se bude muset hodně zdokonalit – a zdokonalí se, uvádějí vědci. Nejprve však musí dojít k pokroku v technologii genového uspořádání tak, aby badatelé mohli zkoumat a porovnávat celé genetické kódy desítek tisíců lidí. A musejí být schopni analyzovat genetické údaje ve světle celé medicínské historie jednotlivce včetně zvoleného životního stylu a vystavení vlivům životního prostředí.
Vezměte si případ Mika Speara, komunikačního ředitele kanadské neziskové organizace Genome Alberta. Nedávno si nechal přečíst své geny u firmy 23andMe. „Jednou z nápadných věcí bylo to, že se u mě mělo projevovat „nadměrné vypadávání vlasů podmíněné přítomností testosteronu,“ říká. Kdepak. Nebyla to pravda. Padesátník Spear má na hlavě hustou kučeravou kštici.
Doktor Robert C. Green, profesor neurologie a epidemiologie na Bostonské univerzitě, měl loni podobný zážitek. Firmy Navigenics i 23andMe zdarma prozkoumaly jeho geny. Zjistily, že z důvodu variant jeho genů je u něho pouze průměrné riziko srdečního onemocnění. To odpovídá tomu, co by si náhodný pozorovatel mohl myslet o Greenovi, který je štíhlý a fit, běhá maraton a jeho předkové neměli žádné problémy se srdcem. Když ale před dvěma lety běžel, pocítil bolest v hrudníku, která ho přivedla do nemocnice, kde mu lékaři diagnostikovali vážný stav tří tepen a udělali mu bypass. Vzhledem ke Greenovu zdravému životnímu stylu, „musí být moje riziko genetické“, tvrdí. „Přesto tam, kde mě testy mohly upozornit na problémové geny, se tak nestalo.“
Green nebyl tak úplně překvapen. „Je to vzrušující odvětví,“ prohlašuje, „ale současné informace mají malou nebo žádnou zdravotní hodnotu.“ Důvod: elementární biologie. Lidský genetický kód neboli genom se skládá asi ze tří miliard párů chemikálií, jež tvoří DNA. Velká většina „bázových párů“ řetězce – přibližně 99,7 procenta – je u všech jedinců stejná. Avšak odhadem deset milionů z nich má varianty. Těmto rozdílům se říká jednonukleotidové polymorfismy (single nucleotide polymorphisms – SNP). Odtud název Lennonova podniku SNPedia. Tyto SNP (v angličtině zkráceně vyslovované jako „snips“) pomáhají vysvětlit, proč každý z nás vypadá jinak, a několik tisíc jich bylo statisticky spojeno s nemocemi. To je základem tvrzení firem 23andMe, deCODE a Navigenics, že jsou schopny zjistit u vás riziko onemocnění srdce nebo plešatosti.
Problém spočívá v tom, že tyto vazby jsou často nejisté nebo méně informativní, než by se zpočátku mohlo zdát. Jen proto, že se v nějaké studii zjistí vzájemný vztah mezi jistým SNP a určitou chorobou, „neznamená, že to nevyvrátí nový poznatek“, upozorňuje doktor David J. Brailer, bývalý hlavní koordinátor zdravotnictví v Bushově administrativě. Brailer je v současnosti předsedou investiční firmy Health Evolution Partners, která podporuje nově založené zdravotnické podniky, ale společnosti působící v oboru osobní genomiky „nedělají to, co děláme my“, říká.
Proč jsou vazby mezi SNP a nemocemi nejisté? Předpokládejme, ze firma testující geny zkoumá jeden milion variant SNP. Znamená to, že jí pořád ještě uniká nejméně 90 procent celkové rozdílnosti, říká Lennon. Hledání vazeb na nemoci u pouhého milionu SNP je jako „hledání ztraceného klíče pod lampou“, podotýká J. Craig Venter, který byl v čele boje o rozluštění prvního lidského genomu. „Tam je zaručeně více světla, ale klíče jsou patrně jinde. SNP vám neprozradí, zda ty choroby opravdu dostanete,“ říká Venter. Navíc badatelé ještě skoro ani nezačali brát v úvahu významnější rozdíly v lidských genech, jako jsou další kopie některých genů nebo přeskupení či vymazání v rámci jiných genů.
Mnoho domnělých vazeb opravdu v pozdějších studiích neobstojí. „Mám tendenci být velmi skeptický,“ uvádí Frank E. Harrell junior, statistik z Vanderbiltovy univerzity. „Od oka bych řekl, že spolehlivých je asi jen patnáct procent závěrů zkoumání.“

URČUJÍCÍ GENOMY Vrchní ředitelka firmy 23andMe Linda Aveyová ochotně přiznává, že tato věda je ještě v plenkách. „Jsme první, kdo říká, že tohle je teprve začátek,“ prohlašuje. „Posláním firmy je věnovat se výzkumu,“ dodává Aveyová. Sbírat data o vlastních zákaznících, aby se našly a lépe určily vazby mezi geny a nemocemi. Avšak trvá také na tom, že lidé už mají užitek z informací od firmy, která pořádala pozoruhodné „plivací party“, kde celebrity poskytovaly vzorky slin k testování se slevou. „Tvrdit, že seskupení SNP mají malý význam, je směšné,“ podotýká Aveyová. Kromě toho, jak doplňuje, firma 23andMe se vydá na cestu úplného uspořádání genů, „až nastane ten správný čas“.
Přesto nám věda říká, že ani celé geny nejsou dokonalými indiciemi. Doktor Eric Topol, kardiolog a profesor genomiky ve Scrippsově výzkumném ústavu, loni zahájil projekt zaměřený na zkoumání starších osob, které byly vždy zdravé. Cílem bylo vyhnout se problému „hledání klíče pod lampou“ tím, že se přečte jejich celý genetický kód. Velkým překvapením je, že všechny tyto osoby zjevně mají úplně stejné množství „špatných“ genů jako normální lidé. „Zjišťujeme, že mají spousty špatných genů. Pro Alzheimerovu chorobu, onemocnění srdce, pro různé druhy rakoviny,“ říká Topol. „Zajímavé je to, že tyto nemoci nedostanou.“ Jedním z důvodů, proč, je to, že starší osoby patrně mají další, dosud neobjevené geny, které anulují riziko představované „špatnými“ geny, uvádí Topol.
Doktora Josepha Holoshitze, profesora medicíny na Michiganské univerzitě, zajímá podobná záhada u revmatické artritidy. Přes 90 procent lidí s tímto onemocněním má zvláštní genetický marker nebo SNP. Teď si představte člověka, který má marker i nemoc a zároveň má identické dvojče. Dalo by se předpokládat, že toto dvojče má pravděpodobně také artritidu. Kdepak. Ve skutečnosti je pravděpodobnost pouhých deset až patnáct procent.
Řešení této hádanky může přinést relativně nový obor zvaný epigenetika – zkoumání toho, co se nachází mimo geny. Ukazuje se, že existují biologické mechanismy na tlumení některých genů, aby neměly účinek. Jedno dvojče může dostat nějakou nemoc, kdežto identické dvojče, s naprosto stejnými geny, ji nedostane. „Když máte sekvenci DNA, máte jen polovinu informací,“ říká J. David Sweatt, profesor neurobiologie na Alabamské univerzitě v Birminghamu. „Tou druhou polovinou je epigenetika.“
Představte si geny jako plátno, na kterém je namalován obraz života. U nemnoha nešťastných lidí jsou v tomto plátně díry a trhliny, které jsou příčinou dědičných chorob, jako je cystická fibróza. Avšak u většiny lidí jsou genetické varianty sotva znatelnými hrudkami na plátně, které jen postrkují lidi na určité cesty nebo nepatrně zvyšují riziko nemocí. „Genom, s nímž se rodíte, je jen předběžný plán. To, jak ho budete uskutečňovat, závisí na vás,“ říká Holoshitz.
Pro firmy jako 23andMe to znamená, že aby mohly plnit své sliby, tak vědci nejprve musejí poznat celý genom nějakého člověka, nejen několik stovek tisíc SNP. Potom ho musejí porovnat s úplnou lékařskou anamnézou každého člověka. „To je daleko náročnější úkol než sekvencování lidského genomu,“ podotýká Venter. Závěrečná fáze je ještě těžší: zjistit epigenetické děje. Jaký vliv mají různá prostředí a různé volby na geny? „Celá tato složitost je těžce postižitelná,“ připouští Lennon.
Firmy zabývající se genetickým testováním přiznávají tato omezení, ale trvají na tom, že přesto nabízejí hodnotu. „Když budeme čekat, až budeme mít víc informací, nevyužijeme to, co už známe,“ uvádí doktor Kari Stefansson, vrchní ředitel firmy deCODE. „Nepochybuji o tom, že většina vysokoškolsky vzdělaných lidí bude do pěti let mít svůj vlastní genetický profil.“
Přesto se mnoho vědců domnívá, že dokud firmy Navigenics, 23andMe a jiné nebudou schopny přejít od testování SNP k úplnější genomické analýze a nenajdou cestu, jak překonat mnohé složitosti, nebudou moci zahájit veřejné obchodování se svými akciemi ani vydělávat peníze svým investorům. Lennonova vlastní historie ukazuje, jak biotechnologické módy ztroskotaly na mělčinách složitosti biologie. Byl vědeckým ředitelem jedné nově založené genetické firmy, která se vyšvihla a zkrachovala, a vrchním ředitelem společnosti pracující s kmenovými buňkami, která skončila, když věda nepřinesla očekávané výsledky. „Existuje obrovský tlak (na nově založené biotechnologické firmy) ze strany investorů na rychlou návratnost,“ varuje Lennon. „To vytváří jasný konflikt a napětí.“
Příznaky takového střetnutí se už objevují v genetickém testování přímo pro zákazníky. Počátkem září snížila firma 23andMe cenu svého testu z 999 na 399 dolarů. Vrchní ředitelka Aveyová tvrdí, že snížení nebylo vyvoláno menší poptávkou, než jaká se očekávala: „S množstvím zákazníků jsme velmi spokojeni.“ Místo toho, jak říká, firma využívá snížených nákladů na testy. Bakerová, vrchní ředitelka firmy Navigenics, uvádí, že hodlá držet cenovou hladinu 2500 dolarů – alespoň prozatím. Stefansson ze společnosti deCODE říká, že jeho podnik deCODEme začal působit v oboru osobní genomiky pomalu, ale „prodeje se postupně zvyšují“. Jiné nově založené společnosti si nemohly dovolit čekat. Na začátku října skončila ve Filadelfii činnost firma Smart Genetics, která prováděla testy na geny, které mohly předpovídat riziko Alzheimerovy choroby. Co se Grega Lennona týče, je stále optimistou. „Věřte mi, jednou pro vás bude neuvěřitelně důležité, aby se provedla analýza vašeho genomu. Jenže v současnosti nemohou výsledky testů splnit normálním lidem to, co slibuje brilantní marketing.“

/popisek s. 69 dole/
„Většina lidí může ušetřit tisíc dolarů, když se prostě zeptají tety Kláry, co se vyskytuje v rodině,” tvrdí genetik Lennon

/text k ilustraci nad čb boxem na s. 70 dole; zleva doprava/
BUŇKA
CHROMOZOM
SNP
GEN
DNA

/čb box na s. 70 dole/ CO MÁTE V GENECH
Genetické údaje mají nesmírnou hodnotu, ale záleží na tom, do jaké hloubky se zkoumají:
1 Genom každého člověka tvoří tři miliardy párů molekul

DNA

spletených do dlouhé dvojité šroubovice tvořící našich 46

chromozomů

. Existují čtyři typy těchto párových částí DNA označované písmeny A, C, T a G, jež tvoří naše

geny

.
2 Většina z miliard písmen je u každého člověka stejná. Odlišují se ale možná na deseti milionech míst. Na jednom místě byste mohli mít „T“, kdežto někdo jiný tam má „C“. Těmto rozdílům se říká jednonukleotidové polymorfismy (single nucleotide polymorphisms –

SNP

).
3 Mutace genů způsobují určité nemoci jako cystickou fibrózu a srpkovitou anémii. Naproti tomu, jak ukazují studie, SNP jsou s rizikem onemocnění obvykle spjaty jen slabě. Firmy působící v oblasti osobní genomiky zatím analyzují pouze SNP.
4 K dalším problémům patří to, že při genetických testech se v současnosti zkoumá jen malý zlomek SNP. I kdyby se však zkoumaly všechny SNP, je opravdu lékařsky užitečné vědět, že vaše SNP jsou spjaty řekněme s rizikem roztroušené sklerózy zvýšeným o pět procent?

/popisek k foto na s. 73 vpravo nahoře/
Nafouknuté expektorace: na zářijové „plivací party“ pořádané firmou 23andMe dodávají pozvaní lidé vzorky pro dobrovolné genetické testování

/text tučného mezititulku v černém obdélníku na s. 74/
„KDYŽ BUDEME ČEKAT, AŽ BUDEME MÍT VÍC INFORMACÍ, NEVYUŽIJEME TO, CO UŽ ZNÁME,“ TVRDÍ ŠÉF FIRMY DECODE

/text ve žlutém boxu na s. 74 vpravo dole/
Sekvencování za méně peněz Skutečný význam genetických informací bude pochopen, až budou badatelé a firmy schopny přečíst celý genetický kód. To je dnes drahé, ale náklady rychle klesají, jak to popsal Andrew Pollack ve dvou článcích v listu The New York Times. Dne 9. února 2008 vylíčil technologickou soutěž a soustředil se na novátorský přístup firmy Pacific Biosciences. A 6. října se Pollack zaměřil na to, jak jiná společnost, Complete Genomics, doufá, že sníží cenu popisu jednoho genomu na 5000 dolarů.

Uvedené články si lze přečíst na adrese http://bx.businessweek.com/genetic-testing/reference