Υγιείς έως τα βαθιά γεράματα

Η πανδημία δεν σταματά την επιστήμη. Δύο εταιρίες βιοογκολογίας, από το 2019 ξεκίνησαν να προσφέρουν σε ζευγάρια που επιλέγουν την εξωσωματική γονιμοποίηση (IVF) τη δυνατότητα να ελέγχουν τα έμβρυα πριν γίνει εμφύτευση στη μήτρα της μητέρας τους. Αυτό το είδος προεμφυτευτικής γενετικής διάγνωσης χρησιμοποιείται ευρέως εδώ και σχεδόν 30 χρόνια και εξετάζει χρωμοσωμικές ανωμαλίες ή ειδικές γενετικές διαταραχές που επηρεάζουν ένα μόνο γονίδιο, όπως η κυστική ίνωση. Η MyOme, οποία έχει έδρα το Μenlo Park της Καλιφόρνιας και άρχισε τις εργασίες της το 2019, και η Genomic Prediction, με έδρα το North Brunswick του Νιου Τζέρσεϊ, έχουν κάτι πιο επαναστατικό κατά νου.

Οι δύο εταιρείες ελπίζουν να ανασυνθέσουν ολόκληρη την αλληλουχία του γονιδιώματος του εμβρύου χρησιμοποιώντας λίγα μόνο κύτταρα βιοψίας και τις γενετικές αλληλουχίες των δύο γονέων. Έχοντας το γονιδίωμα, οι εταιρείες μπορούν στη συνέχεια, θεωρητικά πάντα, να υπολογίσουν τον κίνδυνο που διατρέχει το έμβρυο να αναπτύξει μια σειρά ασθενειών στη μετέπειτα ζωή του. Μάλιστα, πράγμα πολύ σημαντικό, οι εν λόγω ασθένειες μπορεί να είναι εξαιρετικά σύνθετες, περιλαμβάνοντας χιλιάδες γενετικές παραλλαγές (κοινές μεταλλάξεις) σε διαφορετικά τμήματα του γονιδιώματος.

Δύο εξελίξεις βρίσκονται πίσω από το επίτευγμα. Η πρώτη είναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της ακριβούς εικόνας του γονιδιώματος του εμβρύου. Τα γενετικά δεδομένα που συλλέγονται με την αλληλούχιση των μικροσκοπικών ποσοτήτων DNA από το έμβρυο έχουν πάντοτε πολλές διακυμάνσεις. Οι αλληλουχίες των γονέων, όμως, μπορούν να καθοριστούν με ακρίβεια. Οι εταιρείες επωφελούνται από το δεύτερο γεγονός για να ξεπεράσουν τις δυσκολίες που συνδέονται με το πρώτο, χρησιμοποιώντας ισχυρούς υπολογιστικούς αλγόριθμους για να βρουν και να ενώσουν τα τμήματα των χρωμοσωμάτων των γονέων που ταιριάζουν περισσότερο με αυτά του εμβρύου και που κατά συνέπεια είναι πιθανό να έχουν κληρονομηθεί). Η προκύπτουσα και σχεδόν πλήρης ακολουθία του γονιδιώματος του εμβρύου είναι περισσότερο από 99% ακριβής, σύμφωνα με έρευνα των Akash Kumar και Matthew Rabinowitz, δύο εκ των ιδρυτών της MyOme. (Η Genomic Prediction λέει ότι η προσέγγισή της σχετίζεται αλλά δεν ταυτίζεται με αυτή που χρησιμοποιεί η MyOme).

Η δεύτερη εξέλιξη αφορά τη μεγαλύτερη ταχύτητα και το χαμηλότερο κόστος της αλληλούχισης του DNA, που έχει καταστήσει διαθέσιμες πληθώρα ανθρώπινων γενετικών πληροφοριών. Με την ανάλυση των δεδομένων που προκύπτουν με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης, οι ερευνητές παράγουν προφίλ κινδύνου για καρδιακές παθήσεις, διαβήτη, καρκίνο του μαστού, αυτοάνοσα νοσήματα και άλλες κοινές ασθένειες. Το αποτέλεσμα είναι ότι, με βάση την ακολουθία DNA του ατόμου, μπορεί να υπολογιστεί μια «βαθμολογία πολυγονιδιακού κινδύνου» για μια ασθένεια προσθέτοντας στοιχεία από εκατοντάδες ή ακόμη και εκατομμύρια κοινές γενετικές παραλλαγές, η καθεμία από τις οποίες παρέχει αφ’ εαυτής μικρό μόνον ποσοστό κινδύνου, που μπορεί εντούτοις να αυξήσει σημαντικά τις πιθανότητες εμφάνισης μιας συγκεκριμένης ασθένειας.

Για παράδειγμα, μια συμβατική εξέταση για τον καρκίνο του μαστού μπορεί να εξετάσει πιθανές επιβλαβείς μεταλλάξεις σε δύο γονίδια, το BRCA1 και το BRCA2. Τέτοιου είδους μεταλλάξεις εμφανίζονται σε περίπου 1 στις 500 γυναίκες (στην Αμερική), αλλά η ύπαρξη μίας από αυτές τις μεταλλάξεις αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης της νόσου επί πέντε ή έξι. Η βαθμολογία του πολυγονιδιακού κινδύνου βάσει 5.000 περίπου γενετικών παραλλαγών μπορεί να ταυτοποιήσει το 1,5% των γυναικών που είναι τρεις φορές πιο επιρρεπείς από τον μέσο όρο στην εμφάνιση της νόσου αλλά μπορεί να μην παρουσιάζουν μεταλλάξεις ούτε στο BRCA1 ούτε στο BRCA2.

Επιλέγοντας μεταξύ διαφορετικών εμβρύων, ένα ζευγάρι που επιλέγει την εξωσωματική γονιμοποίηση (1%-2% των γεννήσεων στη σημερινή Αμερική) μπορεί να βελτιστοποιήσει την υγεία των μελλοντικών του απογόνων, κάτι που δεν μπορεί να γίνει στη φυσιολογική σύλληψη. Όταν η τεχνική γίνει ευρέως διαθέσιμη, πράγμα που αναμφίβολα θα γίνει, οι εύποροι που έχουν τη δυνατότητα θα μπορούν να επιλέγουν την εξωσωματική γονιμοποίηση, ακόμη και αν υπάρχει δυνατότητα για φυσιολογική σύλληψη. Και παρόλο που και οι δύο εταιρείες δηλώνουν ότι, για ηθικούς λόγους, θα ελέγχουν τα έμβρυα μόνο για τον κίνδυνο ασθενειών, δεν υπάρχει κανένας λόγος άλλα χαρακτηριστικά, όπως το ύψος ή και η νoημοσύνη (ο πλέον αμφιλεγόμενος στόχος), να μην επιλέγονται με τον ίδιο τρόπο.

Η τεχνική έχει περιορισμούς. Οι ακριβέστερες βαθμολογίες του πολυγονιδιακού κινδύνου μπορούν να υπολογιστούν μόνον για όσους έχουν ευρωπαϊκή καταγωγή, επειδή έχουν αναλυθεί μέχρι στιγμής λιγότερα άτομα από άλλους πληθυσμούς. Και παρόλο που οι πολυγονιδιακές βαθμολογίες μπορεί να υποδηλώνουν ότι συγκεκριμένες γενετικές παραλλαγές αυξάνουν τον δείκτη νοημοσύνης, δεν παρέχουν σχεδόν καμία πληροφορία για το πώς επιτυγχάνουν κάτι τέτοιο. Η αιτιώδης σύνδεση μεταξύ γονιδίων και φαινοτυπικών χαρακτηριστικών παραμένει άγνωστη.

Όλα αυτά σημαίνουν ότι για να διαμορφωθεί πραγματικά το γονιδίωμα ενός μωρού θα χρειαστούν και άλλες εξελίξεις στην επεξεργασία των γονιδίων και περισσότερη επίπονη δουλειά. Ωστόσο, όσοι έχουν την οικονομική ευχέρεια θα έχουν την ευκαιρία να δώσουν στους απογόνους τους μεγαλύτερες πιθανότητες να ζήσουν υγιείς έως τα βαθιά γεράματα.