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Il futuro del genoma umano
Nel 2003, appena due anni dopo la pubblicazione ufficiale della bozza del genoma umano, il National Human Genome Research Institute (NHGRI) ha delineato i suoi piani per lo studio di questa nuova promettente risorsa scientifica. Quasi 1.000 genomi sequenziati dopo, l'istituto ha elaborato una nuova visione, pubblicata oggi sulla rivista Natura, per esplorare il genoma umano.
Eric Green, direttore del National Human Genome Research Institute.
Eric Green, direttore di NHGRI, afferma che questo piano è molto più specifico di quello precedente. Definisce domini specifici dell'attività di ricerca, compresa la comprensione del genoma, come funziona e come possiamo usare questa conoscenza per promuovere la scienza e la pratica della medicina. Il verde parla con BAMBINI su ciò che spera di vedere accadere nei prossimi decenni e sui maggiori ostacoli per arrivarci.
TR: È passato un decennio dalla pubblicazione del genoma umano. Cosa possiamo aspettarci di vedere nei prossimi 10 anni?
Verde: il calendario è ancora aperto, ma possiamo immaginare che inizieremo a vedere progressi spettacolari nella nostra comprensione di come funziona il genoma, come funziona la malattia e come i cambiamenti genomici sono associati alla malattia. Ma la medicina che cambia veramente richiederà più di 10 anni.
Cosa intendi per come funziona il genoma?
Qual è il cablaggio funzionale del genoma? Conosciamo tutti i geni, per la maggior parte. Ma abbiamo appena scalfito la superficie nella comprensione dei due terzi degli elementi che non sono geni. Bisogna catalogarli e capirne la coreografia. In che modo la variazione di questi elementi gioca un ruolo nella malattia? L'evidenza continua a suggerire che la maggior parte delle varianti associate a malattie comuni si trovano in regioni non codificanti del DNA, quindi comprendere come effettivamente conferiscano il rischio di malattia sarà di fondamentale importanza.
Quale sarà la sfida più grande nei prossimi 5-10 anni?
Al momento, la sfida più grande è nell'analisi dei dati. Possiamo generare grandi quantità di dati in modo molto economico, ma ciò travolge la nostra capacità di comprenderli.
All'altra estremità dello spettro, abbiamo bisogno di infondere informazioni genomiche nella pratica medica, il che è davvero difficile. Ci sono problemi riguardanti la riservatezza, l'istruzione, le cartelle cliniche elettroniche, come trasportare le informazioni genomiche per tutta la vita e renderle disponibili ai medici.
Come speri di risolvere il problema dei dati?
Non abbiamo una bacchetta magica. E non è solo la genomica ad affrontare questa sfida; tutti i NIH stanno affrontando problemi simili. Per prima cosa dobbiamo risolvere il problema hardware con una larghezza di banda sufficiente per trasferire i dati e un numero sufficiente di server per archiviarli.
Ma dobbiamo anche iniziare a pensare a come addestrare le persone, sia gli operatori sanitari che gli scienziati, ad essere disinvolti nella bioinformatica. Dobbiamo favorire lo sviluppo di professionisti che hanno esperienza nell'analisi di grandi insiemi di dati delle dimensioni a cui i biologi non hanno dovuto pensare. Dobbiamo invogliare le persone intelligenti alla genomica.
Il NHGRI e altri centri di genomica in tutto il mondo stanno attualmente lavorando al progetto 1.000 genomi, uno sforzo per sequenziare e analizzare 1.000 genomi umani. Il tuo nuovo piano propone uno studio su un milione di persone. Perchè così tanti? È realistico?
Più comprendiamo l'architettura genomica della malattia, più vediamo che alcune malattie risulteranno da raccolte di varianti rare. Quindi abbiamo bisogno di sempre più potere statistico per trovare varianti causali.
C'era una volta, 1.000 genomi sembravano pazzi. Ora si parla di persone che sequenziano 1.000 genomi a settimana nei propri laboratori. Ciò che finisce per essere più limitante è ciò che deve accadere alle due estremità; ottenere campioni da individui ben fenotipizzati [persone la cui storia medica e altri tratti sono ben caratterizzati] e quindi eseguire l'analisi del loro genoma.
In questo momento, il sequenziamento del genoma è ancora in gran parte limitato alla ricerca. Uno degli obiettivi delineati nel piano è la transizione del sequenziamento nelle applicazioni cliniche. Come lo farai?
Stiamo iniziando con progetti pilota. Abbiamo emesso una serie di richieste di sovvenzione; uno di questi si concentra sulle applicazioni cliniche del sequenziamento su larga scala. Una grande barriera sarà come fondere le informazioni genomiche nello sviluppo di cartelle cliniche elettroniche.
Una delle critiche al Progetto Genoma Umano è che dopo 10 anni di ricerca, non ha ancora prodotto nuovi trattamenti medici. È una critica valida?
Mi dispiace se il nostro entusiasmo ed euforia per il completamento del progetto sul genoma è stato interpretato erroneamente nel senso che avremmo avuto cure 10 anni dopo. Ma abbiamo fatto progressi incredibili. Guardando indietro al 2003, la genomica è in un posto così diverso.
Il nostro nuovo piano vuole essere realistico. Non vogliamo fare promesse che i progressi spettacolari della medicina avverranno nei prossimi 5-10 anni. È più come nei prossimi 10 o 20 anni.
Puoi fare un esempio di malattia che illustri il successo della genomica?
Morbo di Crohn. Dieci anni fa, questa malattia era così opaca. Ma un numero modesto di studi ha cambiato completamente il corso delle indagini su quella malattia. La ricerca ha indicato farmaci che in precedenza non sarebbero stati collegati alla malattia. Cose simili stanno accadendo nel diabete e nelle malattie cardiache.