Richard Resnick: Welkom bij de genomische revolutie

Dames en heren, ik stel u voor aan het menselijk genoom. (Applaus) Chromosoom één, linksboven. Rechtsonder staan de geslachtschromosomen. Vrouwen hebben twee kopieën van die grote X-chromosoom; mannen hebben de X en natuurlijk die kleine kopie van de Y. Sorry jongens, maar het is maar een piepklein ding wat jullie onderscheidt. Dus als je inzoomt op dit genoom, dan zie je natuurlijk de dubbele helix-structuur -- de code van het leven, gespeld met vier biochemische letters, of we noemen ze basen: A, C, G en T. Hoeveel het menselijk genoom er bevat? Drie miljard. Is dat veel? Nou, iedereen kan grote getallen rondstrooien. Maar met één base op elke pixel van dit scherm met een resolutie van 1280 x 800, zouden we 3000 schermen nodig hebben om het genoom te bekijken. Dus is het echt nogal veel.

Misschien kwam het door de grootte, maar een groep mensen -- allemaal met Y-chromosomen -- besloot het te sequensen. (Gelach) 15 jaar en zo'n vier miljard dollar later, was het genoom gesequenst en gepubliceerd. In 2003 werd de laatste versie gepubliceerd en ze blijven eraan werken. Dat is allemaal gelukt met een apparaat dat hierop lijkt. Het kost ongeveer een dollar voor elke base -- een erg langzame manier om het te doen.

Maar mensen, ik kom jullie vertellen dat de wereld compleet veranderd is en niemand van jullie wist dat. Nu nemen we een genoom, en maken er een stuk of 50 kopieën van, we knippen al die kopieën in stukjes van 50 basen, en dan sequensen we ze massaal parallel. Dat voeren we in in software, en we zetten ze weer achter elkaar en vertellen jullie het verhaal. Om jullie een beeld te geven van hoe dat eruit ziet: Het Menselijk Genoom-Project: drie gigabasen. Eén run op zo'n machine: 200 gigabasen in een week. Die 200 verandert in 600 deze zomer, en er is geen teken dat deze vaart afneemt. Dus de prijs van een base, om een base te sequensen, is 100 miljoen keer gezakt. Dat is vergelijkbaar met in 1998 je tank volgooien, wachten tot 2011, en nu kun je twee keer op en neer naar Jupiter rijden.

(Gelach)

Wereldbevolking, pc-afleveringen, het hele archief van medische literatuur, de wet van Moore, de oude manier van sequensen en hier is al het nieuwe spul. Jongens, dit is een logaritmische schaal; je ziet niet vaak lijnen die zo omhoog lopen. De wereldwijde capaciteit om het menselijk genoom te sequensen is dit jaar ongeveer 50.000 tot 100.000 menselijke genomen. Dat weten we op basis van de machines die afgeleverd worden. Men verwacht dat dit elk jaar met een factor twee, drie, of misschien vier zal stijgen in de nabije toekomst. Eén lab in het bijzonder vertegenwoordigt 20 procent van die totale capaciteit. Dat is het Beijing Genomics Institute. De Chinezen winnen trouwens deze nieuwe race naar de maan zeker. Wat betekent dit voor de geneeskunde?

Neem een vrouw van 37. Ze heeft stadium 2 oestrogeenreceptor-positieve borstkanker. Ze is behandeld met een operatie, chemotherapie en bestraling. Ze kan naar huis. Twee jaar later komt ze terug met een stadium 3C eierstokkanker. Helaas, opnieuw behandeld met een operatie en chemotherapie. Drie jaar later, als ze 42 is, keert ze weer terug met meer eierstokkanker, weer chemotherapie. Zes maanden later, keert ze terug met acute myeloïde leukemie. Ze krijgt ademhalingsproblemen en sterft acht dagen later.

De manier waarop deze vrouw in slechts 10 jaar is behandeld, lijkt op het eerste gezicht op aderlaten. Dankzij mensen als mijn collega Rick Wilson, bij het genoominstituut van de Universiteit van Washington, die besloot het postmortem van deze vrouw te bekijken. Hij sequenste, hij nam huidcellen, gezonde huid, en beenmerg met kanker, en sequenste het hele genoom van beiden in een paar weken, makkelijk zat. Daarna vergeleek hij die twee genomen met de computer en wat hij onder andere vond was dat er 2000 basen ontbraken uit de drie miljard bases in een specifiek gen dat TP53 heet. Als je deze ontbrekende mutatie in dit gen hebt, heb je 90 procent kans om kanker te krijgen in je leven.

Helaas helpt dat deze vrouw niet, maar het heeft ernstige, als je wilt diepgaande, implicaties op haar familie. Ik bedoel, als ze dezelfde mutatie hebben, en deze genetische test laten uitvoeren, en die begrijpen, kunnen ze zich regelmatig laten screenen en kanker in een vroeg stadium ontdekken en mogelijk een stuk langer blijven leven.

Ik laat jullie nu kennis maken met de Beery-tweeling, bij wie hersenverlamming werd geconstateerd toen ze twee jaar oud waren. Hun moeder is een heel dappere vrouw die niet geloofde dat de symptomen overeenkwamen, en door heldhaftige inspanning en een hoop zoeken op Internet, wist ze de medische gemeenschap te overtuigen dat ze in feite iets anders hadden. Wat ze wel hadden was dopa-responsieve dystonie. Daardoor kregen ze L-Dopa en hun symptomen verbeterden, maar verdwenen niet geheel. Belangrijke problemen bleven.

De meneer op deze foto bleek Joe Beery te heten, die het geluk had de CIO te zijn van een bedrijf dat Life Technologies heet. Dat is één van de twee bedrijven die van die enorme apparaten maken om hele genomen mee te sequensen. Hij zorgde dat zijn kinderen gesequenst werden. Toen vonden ze een serie mutaties in het gen SPR, dat verantwoordelijk is van onder andere serotonine. Dus naast L-Dopa gaven ze die kinderen een serotonine voorloper-medicijn, en nu functioneren ze normaal. Jongens, dit zou nooit gebeurd zijn zonder het sequensen van het hele genoom. Toen -- een paar jaar geleden -- kostte het $100.000. Tegenwoordig is het $10.000. Volgend jaar is het $1.000. Het jaar daarna is het $100, pak me niet op een jaar. Zo snel ontwikkelt het zich.

Hier is de kleine Nick -- houdt van Batman en waterpistolen. Op een bepaald moment verschijnt Nick in een kinderziekenhuis met een opgezwollen buik als bij een hongerslachtoffer. Het komt niet doordat hij niet eet, maar als hij eet, openen zijn darmen en lekken ontlasting in zijn maag. Dus honderd operaties later, kijkt hij zijn moeder aan en zegt: "Mam, bid alsjeblief voor mij. Ik heb zoveel pijn." Zijn kinderarts heeft toevallig een achtergrond van klinische genetica en hij heeft geen idee wat er aan de hand is, maar hij zegt: "Laten we het genoom van deze jongen sequensen." Ze vinden een mutatie op een enkel punt in een gen dat het afsterven van cellen controleert. De theorie is dat hij een immuunreactie heeft op wat er met het voedsel gebeurt. Dat is een natuurlijke reactie, die leidt tot het afsterven van wat cellen. Maar het gen dat dat moet tegengaan, is kapot. Dit maakt onder andere duidelijk dat hij een behandeling met beenmergtransplantatie moet ondergaan. Na negen maanden van slopend herstel, eet hij nu biefstuk met curry.

(Gelach)

Het vooruitzicht van gebruik van het genoom voor allerlei diagnoses is tegenwoordig in zicht. Het is er al. Wat dit betekent voor ons allemaal is dat iedereen in deze zaal een jaar of vijf, 10, 20 jaar extra zou kunnen leven alleen daardoor. Dat is een fantastisch verhaal, tenzij je denkt aan de voetafdruk van de mensheid op de planeet en ons vermogen om de voedselproductie op peil te houden. Maar dezelfde technologie blijkt ook bruikbaar om nieuwe rijen maïs, tarwe, soja en andere gewassen te verbouwen die heel goed tegen droogte, overstroming, ziektes en pesticiden kunnen. Kijk, zolang we doorgaan met de bevolking te laten groeien, moeten we doorgaan met het verbouwen en eten van genetisch gemodificeerd voedsel, en dat is de enige mogelijkheid die ik nu zie. Tenzij er iemand in het publiek zit die vrijwillig wil stoppen met eten? Niemand, geen één.

Dit is een typemachine, decennia lang een hoofdartikel op elk bureau. In feite is de typemachine vervangen door dit ding. Daarna verschenen meer algemeen bruikbare tekstverwerkers. Maar uiteindelijk was het disruptie na disruptie. Het was Bob Metcalfe die Ethernet bedacht en de verbinding tussen alle computers die alles fundamenteel veranderde. Plotseling hadden we Netscape en Yahoo en we hadden inderdaad ook die hele dotcom bubble. (Gelach) Maar geen zorgen, die werd snel gered door de iPod, Facebook en niet te vergeten, Angry Birds. (Gelach)

Kijk, hier zijn we tegenwoordig. Dit is de genoomrevolutie. Hier zijn we nu. Ik geef jullie ter overweging: wat betekent het als deze puntjes niet de individuele basen van je genoom vertegenwoordigen, maar zich verbinden met genomen over de hele wereld? Ik heb onlangs een levensverzekering afgesloten. Ik moest antwoorden: A. Ik net nog nooit een genetische test gehad, B. Ik had er wel een, en dit kwam eruit, en C. Ik had er wel een, maar ik vertel de uitslag niet. Gelukkig, kon ik A antwoorden, en dat zeg ik eerlijk voor het geval mijn verzekeringsagent meeluistert. Maar wat zou er gebeurd zijn als ik C had gezegd?

Consumententoepassingen voor genomen zullen gaan opbloeien. Wil je weten of je genetisch past bij je vriendin? Prima. DNA sequencing op je iPhone? Daar bestaat een app voor. (Gelach) Iemand een persoonlijke genomische massage? Er is tegenwoordig al een lab dat test op allel 334 van het AVPR1 gen, het zogenaamde valsspelersgen. Dus iedereen hier met je wederhelft, draai je om en haal een wattenstaafje door hun mond, stuur dat naar het lab en je weet het zeker. (Gelach) Wil je echt voor een president kiezen wiens genoom cardiomyopathie verraadt? Denk je in, het is 2016 en de leidende kandidaat geeft niet alleen haar vier jaar van belastingteruggaaf vrij, maar ook haar persoonlijk genoom. Het ziet er goed uit. Ze daagt al haar concurrenten uit hetzelfde te doen. Denk je dat dat zal gebeuren? Denk je dat dat John McCain geholpen zou hebben?

(Gelach)

Hoeveel mensen in het publiek hebben de achternaam Resnick, zoals ik? Steek je hand op. Iemand? Niemand. Meestal zijn er één of twee. Mijn vader's vader was er één van 10 Resnick-broers. Ze hadden een hekel aan elkaar. Ze verhuisden allemaal naar verschillende delen van de planeet. Dus is het waarschijnlijk dat ik familie ben van elke Resnick die ik ooit zal ontmoeten, maar niet ken. Maar denk je in dat mijn genoom anoniem in een computer werd gezet, en het genoom van een verre neef stond daar ook, en dat software die twee kon vergelijken en associaties kon vaststellen. Niet lastig voor te stellen. Mijn bedrijf heeft software die dat nu al kan. Stel je nog wat voor: dat die software in staat is om beide partijen om wederzijdse instemming te vragen: "Zou je je verre neef willen ontmoeten?" Als we allebei ja zeggen, voilà! Welkom bij chromosomaal LinkedIn.

(Gelach)

Dat zou toch mooi zijn, hè? Je zou grotere clanbijeenkomsten hebben enzovoorts. Maar misschien is het ook niet zo leuk. Hoeveel vaders in de zaal? Steek je hand op. Oké, experts denken dat één tot drie procent van jullie in werkelijkheid niet de vader is van zijn kind. (Gelach) Kijk --

(Gelach)

Deze genomen, deze 23 chromosomen, zijn op geen enkele manier representatief voor de kwaliteit van onze relaties noch de aard van onze maatschappij -- tenminste nog niet. Zoals het gaat met elke nieuwe technologie, is het aan mensenhanden om het in te zetten ter verbetering van de mensheid, of niet. Dus ik dring er bij jullie allemaal op aan om wakker te worden en om af te stemmen en de genomische revolutie te beïnvloeden die overal om je heen plaatsvindt.

Dank je.

(Applaus)