Az új generációs szekvenáló készülékek megjelenésével a genom szekvenálás ára egészen elképesztő módon bedőlt. Így olyan kísérletek váltak lehetővé, amelyekről korábban csk álmodni lehett: míg az első emberi genom megszekvenálása milliárd dolláros fényűzés volt, ma már néhány ezer dollárból teljes genomokat határoznak meg.
Az egyik fontos csapásirány természetesen a különböző genetikai okokra visszavezethető betegségek kialakulása mögött rejlő DNS változások feltéképezése. És itt nemcsak a klasszikus mendeli betegségekre tessenek gondolni, hanem egy olyan “csendes” gyilkosra is mint a leukémia.
A leukémia a rák egyik formána, ahol a vérképző őssejtek (HSC) kattannak be és kezdenek korlátok nélkül osztódni. Az elváltozás hátterében olyan gének mutációi állnak, amelyek egyébként a pontos sejtosztódást szabályoznák. Ha ezek elromlanak a sejt előbb nyakló nélkül osztódni kezd, s mivel minden osztódás egyben DNS másolással is jár, ami szintén növeli az esélyét annak, hogy újabb hibák, mutációk csúsznak be, csak idő kérdése, hogy létrjöjjön a káros, terjeszkedésre (metasztázisra) képes, kvázi elpusztíthatatlan daganat.
A betegség tanulmányozására költött számolatlan pénznek annyi haszna volt, hogy már eddig is világos volt, több mutáció szükséges, ahhoz, hogy egy rákos transzformáció bekövetkezzen. De csak most jutott oda a technológia, hogy ezt szinte lépésről-lépésre követni tudjuk, egy beteg tumorát a betegség különböző fázisaiban vizsgálhatjuk bázispárnyi pontossággal.
A mellékelt ábrán az látható, hogy miként változott egy leukémiás (AML) beteg rákos sejtpopulációjának összetétele a kór lefolyása alatt. Jól megfigyelhető, hogy a kezdeti daganatot egyetlen klón sejtjei alkotják: a szürke szín jelzi azokat a kezdeti mutációkat, amelyeket a kezelésre érkező beteg összes malignus sejtjében észleltek. Aztán fokozatosan újabb mutációk is kialakultak, amelyet a további színek jeleznek. Ezek közül egy (a lila) előnyt biztosított a daganaton eblül, így az ezt is hordozók többségbe kerültek. De aztán jött a kemoterápia, ami sikeresen kiírtotta ezeket a sejteket, és megcsappantotta a másik két (sárga és narancs) mutációt hordozó populációt is. De kiírtani utóbbit nem tudta, így csak idp kérdése volt, hogy ezek közt megjelenjenek a rezisztenicát biztosító mutációk (piros), amelyekkel már a terápiák nem tudtak mit kezdeni így a diagnózis után két évvel a beteg elhunyt.
Természetes szelekció folyt itt, egy szervezeten, sőt ott is egy daganaton belül. A maga, mi szemszögünkből könyörtelen, de egyszerű logikája szerint tette a dolgát: mutációk jöttek létre, és amelyek jobb fennmaradást, hatékonyabb osztódást biztosítottak, azok rögzültek is. Végül persze a tumor a saját halálát is okozta, hiszen gazdája halálával neki is vége lesz, de ahogy kint, “nagyban”, úgy itt bent kicsiben is igaz: a szelekció nem tervez, nem lát előre, csak az ott és akkor mérhető előnyöket favorizálja.
Ding L, Ley TJ, Larson DE, Miller CA, Koboldt DC, et al. (2012) Clonal evolution in relapsed acute myeloid leukaemia revealed by whole-genome sequencing Nature doi:10.1038/nature10738
Hol tart most a betegségek genetikai visszafejtése? Craig Venter 2010-ben azt mondta, hogy az akkorinál 1000-szer gyorsabb szuperszámítógépre van szükség(http://www.origo.hu/tudomany/20100401-genom-genomika-human-genom-program-10-ev-utan-meg-nincs.html). Ez ugye kb. 2020-ra várható. Igaza volt? De gondolom addig sem áll meg az élet, részeredmények lehetnek.
Ez attól függ: az egyszerű mendeli öröklésemenetet mutató betegségek ma már viszonylag gyorsan feltérképezhetőek. A többinél azonban még nem ilyen egyszerű: ilyenkor a genomon egyenletesen eloszlott ún. polimorf markerek segítségével keresnek kapcsolatot és mérik, hogy egyes markerek milyen mértékben hozható kapcsolatban a betegséggel. A markerek maguk általában a folyamatban fontos gének mellett találhatóak (ezért öröklődnek kapcsolatn, vagyis együtt), így kikövetkeztethető egy kis nyomozással, hogy melyek fontosabb gének. Ezzel a módszerrel jól beazonosíthatók azok a gének, amelyek nagymérétékben hozzájárulnak egy poligénes betegség kialakulásához. Azonban olyan esetekben amikor sok-sok gén egyenként max. egy-két százalékos arányban járul hozzá a betegség kialakulásához, ott még van mit dolgozni: több marker, több megzekvenált genom és nagyon sok funkcionális analízis kell.
Akkor ez azt jelenti, hogy ezek az egyszerű mendeli betegségek gyógyíthatóak vagy azért a kezelés kidolgozása még hátra van?