Του Θανάση Γ. Παπαβασιλείου, καθηγητή στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών.
…τη διπλοέλικη νουκλεϊκή τετράδα λέω
που αναπαράγεται
και σε χλευάζει
και λυσσάς..
Στις αρχές της δεκαετίας του ’90 οι γενετιστές ξεκίνησαν το πιο φιλόδοξο πρόγραμμα βιολογικής έρευνας που είχε δει ποτέ ο κόσμος, το οποίο από πολλούς συγκρίθηκε με το πρόγραμμα προσεδάφισης του ανθρώπου στη σελήνη: την αλληλούχηση του ανθρώπινου γονιδιώματος (Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος).
Την απόκτηση, δηλαδή, της πλήρους ακολουθίας των βάσεων του DNA (της σειράς με την οποία στοιχίζονται τα δομικά του στοιχεία σχηματίζοντας τη γραμμική διαδοχή των γονιδίων) σε έναν τυπικό άνθρωπο. Ηταν γνωστό ότι υπάρχουν περίπου τρία δισεκατομμύρια βάσεις στο ανθρώπινο γονιδίωμα, οπότε το εγχείρημα έμοιαζε επίπονο, δαπανηρό, εν τούτοις εφικτό.
Ένα προσχέδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος ανακοινώθηκε το 2000 και χαιρετίστηκε από τον τότε πρόεδρο των ΗΠΑ ως ένα βήμα προς την αποκρυπτογράφηση του «σχεδίου του Θεού» (…). Με αλλεπάλληλες βελτιώσεις και προσθήκες φθάσαμε στην τελική εκδοχή του το 2006.
Στις πρώτες ημέρες της ευφορίας, όταν το Πρόγραμμα αναζητούσε αρχική χρηματοδότηση, η ιδέα προωθήθηκε σε κυβερνήσεις και ιδιώτες επενδυτές όχι ως ένα ζωτικό κομμάτι της βασικής βιοεπιστήμης, αλλά ως κάτι που θα οδηγούσε αναπότρεπτα σε εντυπωσιακές προόδους στην ιατρική και τη βιομηχανία υγειονομικής φροντίδας. Η πεποίθηση ήταν πως διαβάζοντας την «πληροφορία» που κατασκευάζει ένα ανθρώπινο ον, γνωρίζεις σίγουρα τα πάντα για αυτό. Φενάκη, καθόσον συγχέουμε δύο διαφορετικές έννοιες της «πληροφορίας»: αυτήν που κωδικοποιείται στο DNA, κι εκείνην που θα χρειαζόταν να κατέχουμε για να «συναρμολογήσουμε» ένα ανθρώπινο ον από το μηδέν! Αλλωστε, με όρους αποθηκευτικότητας μνήμης υπολογιστών, τα τρία δισεκατομμύρια βάσεις DNA στο ανθρώπινο γονιδίωμα αντιστοιχούν σε μόλις 825 μεγαμπάιτ ακατέργαστων δεδομένων, σχεδόν όσα σε ένα CD μουσικής. Είμαστε, με άλλα λόγια, σχεδόν τόσο περίπλοκοι όσο η αισθητική απλότητα που εκφράζει Το Χαμόγελο της Τζοκόντα του Μάνου Χατζιδάκι!
Μέχρι σήμερα το όφελος από το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος και τις μεταγενέστερες εξειδικεύσεις του, αναφορικά με τη θεραπεία ασθενειών, παραμένει ουσιαστικά ανύπαρκτο. Αυτό, ωστόσο, δεν αποτελεί μεγάλη έκπληξη. Για παράδειγμα, το γενετικό υπόβαθρο της κυστικής ίνωσης – του πιο διαδεδομένου κληρονομικού νοσήματος στη λευκή φυλή – είναι ένα γονίδιο που περιέχει περίπου 250.000 βάσεις, ενώ η πρωτεΐνη που κωδικοποιεί είναι μια μικρή αλυσίδα 1.480 κρίκων.
Οταν στην αλυσίδα αυτή υπάρχει κάποιο «λάθος», η πρωτεΐνη που παράγεται δυσλειτουργεί με συνέπεια την προοδευτική καταστροφή των προσβαλλόμενων οργάνων και την τελική ανεπάρκειά τους. Είκοσι τέσσερις διαφορετικές μεταλλάξεις του γονιδίου (αλλαγές στις βάσεις του DNA) απαντώνται συχνότερα σε άτομα με τη νόσο. Τα παραπάνω είναι γνωστά ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του ’80, αλλά δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί καμία θεραπεία για την κυστική ίνωση!
Ολοένα και περισσότερο συνειδητοποιούμε πως, με λίγες αναγνωρισμένες εξαιρέσεις, τα γονίδιά μας δεν προκαλούν – ή δεν προοιωνίζονται – τις ασθένειες από τις οποίες θα προσβληθούμε στη διάρκεια της ζωής μας. Οι πιο ενδιαφέρουσες περιπτώσεις δεν εμπλέκουν απλές μεταλλάξεις, αλλά μάλλον επισωρευμένες δράσεις πολλών συστηματικών παραλλαγών στο γονιδίωμα. Τέτοιες παραλλαγές κρύβονται πίσω από τον σακχαρώδη διαβήτη, το άσθμα, την κατάθλιψη και απαιτούν προηγμένες στατιστικές και υπολογιστικές μεθόδους για τον εντοπισμό τους. Κάποιες χώρες θεσπίζουν πλέον μέτρα ώστε να τεθούν υπό έλεγχο οι δραστηριότητες των εταιρειών εξατομικευμένης γονιδιωματικής (αλληλούχησης του γονιδιώματος ενός συγκεκριμένου ατόμου), με στόχο την πρόληψη εκμετάλλευσης των εσφαλμένων αντιλήψεων του κοινού για τα γονίδια.
Ως βασική επιστήμη, το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος συνιστά ένα τεράστιο επίτευγμα. Ως ένα μείζον βήμα στον τομέα της ιατρικής, έχει πολύ δρόμο μπροστά του. Ακόμη και ως βασική επιστήμη, το σπουδαιότερο αποτέλεσμα του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος ήταν να επιβάλλει ριζικές αναθεωρήσεις στις προηγούμενες υποθέσεις μας σχετικά με την ανθρώπινη γενετική. Αυτό που μάθαμε είναι μολονότι μόνο 2% του DNA μας αντιπροσωπεύει γονίδια με την έννοια των αλληλουχιών που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, το ίδιο γονίδιο μπορεί να κωδικοποιεί ποικίλες πρωτεΐνες. Η θεώρηση ότι η αλληλουχία των βάσεων του DNA ενός ατόμου είναι ένα είδος «γλωσσαριού» των πρωτεϊνών του αποδείχθηκε έτσι αφελής και απλοϊκή. Επιπλέον, η δυνατότητά μας να διασαφηνίσουμε ατομικές διαφορές στην αλληλουχία των βάσεων παραμένει στοιχειώδης, και όπως συμβαίνει με ένα έργο του Μπέκετ ή ένα ποίημα του Καρούζου, οι γενετικές «λέξεις» θα επιδέχονται πάντα ερμήνευμα. Το ενδιαφέρον, έτσι, μετατοπίζεται από την «εννοιολογία» των γονιδίων στο «συντακτικό» των πρωτεϊνών. Καμιά πρωτεΐνη δεν δρα μόνη της. Οι περισσότερες συνεργάζονται διαμέσου πολυδαίδαλων μονοπατιών και ιεραρχικών δικτύων, υφαίνοντας τους ιμάντες των κυτταρικών διεργασιών. Το ανθρώπινο σώμα λειτουργεί μάλλον όπως μια περίπλοκη δημοκρατία, με κανόνες πλειοψηφίας, βέτο, ελλείμματα προϋπολογισμού, αξιωματούχους και πληθώρα ανεπαρκειών…
Στον βαθμό που μεταβάλλει τις απόψεις μας και αυξάνει την αυτογνωσία μας το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος αποτελεί αναμφίβολα επιστημονικό ορόσημο, δρομολογώντας ταυτόχρονα τη μεταστροφή από την απλή παρατήρηση, επιλογή και πρόβλεψη (κλασική γενετική) σε ένα αδιευκρίνιστο ακόμα δυναμικό για παρεμβατικούς χειρισμούς και έλεγχο (γονιδιωματική).
Δυστυχώς, η τελική εικόνα αναδύθηκε πολυπλοκότερη από αυτήν που προσδοκούσαμε, ενώ αποκαλύπτεται ότι η «τάφρος» ανάμεσα στην αλληλούχηση του DNA ενός οργανισμού και στην κατανόηση της λειτουργίας του θα πάρει πολύ χρόνο να «επιχωματωθεί». Οσοι λοιπόν επιμένουν να αναζητούν το Αγιο Δισκοπότηρο ας καταφύγουν στον… Ιντιάνα Τζόουνς!
(δημοσιεύτηκε στο ΒΗΜΑ)
…τη διπλοέλικη νουκλεϊκή τετράδα λέω
που αναπαράγεται
και σε χλευάζει
και λυσσάς..
Στις αρχές της δεκαετίας του ’90 οι γενετιστές ξεκίνησαν το πιο φιλόδοξο πρόγραμμα βιολογικής έρευνας που είχε δει ποτέ ο κόσμος, το οποίο από πολλούς συγκρίθηκε με το πρόγραμμα προσεδάφισης του ανθρώπου στη σελήνη: την αλληλούχηση του ανθρώπινου γονιδιώματος (Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος).
Την απόκτηση, δηλαδή, της πλήρους ακολουθίας των βάσεων του DNA (της σειράς με την οποία στοιχίζονται τα δομικά του στοιχεία σχηματίζοντας τη γραμμική διαδοχή των γονιδίων) σε έναν τυπικό άνθρωπο. Ηταν γνωστό ότι υπάρχουν περίπου τρία δισεκατομμύρια βάσεις στο ανθρώπινο γονιδίωμα, οπότε το εγχείρημα έμοιαζε επίπονο, δαπανηρό, εν τούτοις εφικτό.
Ένα προσχέδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος ανακοινώθηκε το 2000 και χαιρετίστηκε από τον τότε πρόεδρο των ΗΠΑ ως ένα βήμα προς την αποκρυπτογράφηση του «σχεδίου του Θεού» (…). Με αλλεπάλληλες βελτιώσεις και προσθήκες φθάσαμε στην τελική εκδοχή του το 2006.
Στις πρώτες ημέρες της ευφορίας, όταν το Πρόγραμμα αναζητούσε αρχική χρηματοδότηση, η ιδέα προωθήθηκε σε κυβερνήσεις και ιδιώτες επενδυτές όχι ως ένα ζωτικό κομμάτι της βασικής βιοεπιστήμης, αλλά ως κάτι που θα οδηγούσε αναπότρεπτα σε εντυπωσιακές προόδους στην ιατρική και τη βιομηχανία υγειονομικής φροντίδας. Η πεποίθηση ήταν πως διαβάζοντας την «πληροφορία» που κατασκευάζει ένα ανθρώπινο ον, γνωρίζεις σίγουρα τα πάντα για αυτό. Φενάκη, καθόσον συγχέουμε δύο διαφορετικές έννοιες της «πληροφορίας»: αυτήν που κωδικοποιείται στο DNA, κι εκείνην που θα χρειαζόταν να κατέχουμε για να «συναρμολογήσουμε» ένα ανθρώπινο ον από το μηδέν! Αλλωστε, με όρους αποθηκευτικότητας μνήμης υπολογιστών, τα τρία δισεκατομμύρια βάσεις DNA στο ανθρώπινο γονιδίωμα αντιστοιχούν σε μόλις 825 μεγαμπάιτ ακατέργαστων δεδομένων, σχεδόν όσα σε ένα CD μουσικής. Είμαστε, με άλλα λόγια, σχεδόν τόσο περίπλοκοι όσο η αισθητική απλότητα που εκφράζει Το Χαμόγελο της Τζοκόντα του Μάνου Χατζιδάκι!
Μέχρι σήμερα το όφελος από το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος και τις μεταγενέστερες εξειδικεύσεις του, αναφορικά με τη θεραπεία ασθενειών, παραμένει ουσιαστικά ανύπαρκτο. Αυτό, ωστόσο, δεν αποτελεί μεγάλη έκπληξη. Για παράδειγμα, το γενετικό υπόβαθρο της κυστικής ίνωσης – του πιο διαδεδομένου κληρονομικού νοσήματος στη λευκή φυλή – είναι ένα γονίδιο που περιέχει περίπου 250.000 βάσεις, ενώ η πρωτεΐνη που κωδικοποιεί είναι μια μικρή αλυσίδα 1.480 κρίκων.
Οταν στην αλυσίδα αυτή υπάρχει κάποιο «λάθος», η πρωτεΐνη που παράγεται δυσλειτουργεί με συνέπεια την προοδευτική καταστροφή των προσβαλλόμενων οργάνων και την τελική ανεπάρκειά τους. Είκοσι τέσσερις διαφορετικές μεταλλάξεις του γονιδίου (αλλαγές στις βάσεις του DNA) απαντώνται συχνότερα σε άτομα με τη νόσο. Τα παραπάνω είναι γνωστά ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του ’80, αλλά δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί καμία θεραπεία για την κυστική ίνωση!
Ολοένα και περισσότερο συνειδητοποιούμε πως, με λίγες αναγνωρισμένες εξαιρέσεις, τα γονίδιά μας δεν προκαλούν – ή δεν προοιωνίζονται – τις ασθένειες από τις οποίες θα προσβληθούμε στη διάρκεια της ζωής μας. Οι πιο ενδιαφέρουσες περιπτώσεις δεν εμπλέκουν απλές μεταλλάξεις, αλλά μάλλον επισωρευμένες δράσεις πολλών συστηματικών παραλλαγών στο γονιδίωμα. Τέτοιες παραλλαγές κρύβονται πίσω από τον σακχαρώδη διαβήτη, το άσθμα, την κατάθλιψη και απαιτούν προηγμένες στατιστικές και υπολογιστικές μεθόδους για τον εντοπισμό τους. Κάποιες χώρες θεσπίζουν πλέον μέτρα ώστε να τεθούν υπό έλεγχο οι δραστηριότητες των εταιρειών εξατομικευμένης γονιδιωματικής (αλληλούχησης του γονιδιώματος ενός συγκεκριμένου ατόμου), με στόχο την πρόληψη εκμετάλλευσης των εσφαλμένων αντιλήψεων του κοινού για τα γονίδια.
Ως βασική επιστήμη, το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος συνιστά ένα τεράστιο επίτευγμα. Ως ένα μείζον βήμα στον τομέα της ιατρικής, έχει πολύ δρόμο μπροστά του. Ακόμη και ως βασική επιστήμη, το σπουδαιότερο αποτέλεσμα του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος ήταν να επιβάλλει ριζικές αναθεωρήσεις στις προηγούμενες υποθέσεις μας σχετικά με την ανθρώπινη γενετική. Αυτό που μάθαμε είναι μολονότι μόνο 2% του DNA μας αντιπροσωπεύει γονίδια με την έννοια των αλληλουχιών που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, το ίδιο γονίδιο μπορεί να κωδικοποιεί ποικίλες πρωτεΐνες. Η θεώρηση ότι η αλληλουχία των βάσεων του DNA ενός ατόμου είναι ένα είδος «γλωσσαριού» των πρωτεϊνών του αποδείχθηκε έτσι αφελής και απλοϊκή. Επιπλέον, η δυνατότητά μας να διασαφηνίσουμε ατομικές διαφορές στην αλληλουχία των βάσεων παραμένει στοιχειώδης, και όπως συμβαίνει με ένα έργο του Μπέκετ ή ένα ποίημα του Καρούζου, οι γενετικές «λέξεις» θα επιδέχονται πάντα ερμήνευμα. Το ενδιαφέρον, έτσι, μετατοπίζεται από την «εννοιολογία» των γονιδίων στο «συντακτικό» των πρωτεϊνών. Καμιά πρωτεΐνη δεν δρα μόνη της. Οι περισσότερες συνεργάζονται διαμέσου πολυδαίδαλων μονοπατιών και ιεραρχικών δικτύων, υφαίνοντας τους ιμάντες των κυτταρικών διεργασιών. Το ανθρώπινο σώμα λειτουργεί μάλλον όπως μια περίπλοκη δημοκρατία, με κανόνες πλειοψηφίας, βέτο, ελλείμματα προϋπολογισμού, αξιωματούχους και πληθώρα ανεπαρκειών…
Στον βαθμό που μεταβάλλει τις απόψεις μας και αυξάνει την αυτογνωσία μας το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος αποτελεί αναμφίβολα επιστημονικό ορόσημο, δρομολογώντας ταυτόχρονα τη μεταστροφή από την απλή παρατήρηση, επιλογή και πρόβλεψη (κλασική γενετική) σε ένα αδιευκρίνιστο ακόμα δυναμικό για παρεμβατικούς χειρισμούς και έλεγχο (γονιδιωματική).
Δυστυχώς, η τελική εικόνα αναδύθηκε πολυπλοκότερη από αυτήν που προσδοκούσαμε, ενώ αποκαλύπτεται ότι η «τάφρος» ανάμεσα στην αλληλούχηση του DNA ενός οργανισμού και στην κατανόηση της λειτουργίας του θα πάρει πολύ χρόνο να «επιχωματωθεί». Οσοι λοιπόν επιμένουν να αναζητούν το Αγιο Δισκοπότηρο ας καταφύγουν στον… Ιντιάνα Τζόουνς!
(δημοσιεύτηκε στο ΒΗΜΑ)
