211service.com
2014 i Biomedicin: Omskrivning av DNA, avkodning av hjärnan och en GMO-paradox
Året inom bioteknik började med ett landmärke. Ett decennium efter att det första mänskliga genomet avkodades till en kostnad av cirka 3 miljarder dollar, introducerade sekvenseringsmaskinföretaget Illumina i San Diego en ny modell, Hyseq X-10, som kan göra det för cirka 1 000 dollar per genom.
Systemet, som kostar 10 miljoner dollar och kan avkoda 20 000 genom per år, togs upp av stora forskningslabb, startup-företag som J. Craig Venters Mänsklig livslängd (som planerar att sekvensera 40 000 personer per år), och till och med av den brittiska regeringen (Storbritannien är det första landet med ett nationellt genomsekvenseringsprojekt).
Francis de Souza, Illuminas president, förutspådde att inom två år kommer genomerna av cirka 1,6 miljoner människor att ha sekvenserats.
Billig sekvensering innebär en störtflod av information och en ny roll för teknik designad för att hantera och exploatera big data. Sökjätten Google var det teknikföretag som var mest anpassade till trenden, och startade ett vetenskapligt projekt för att samla in biologiska data om friska människor och erbjöd sig att lagra vilket genom på sina servrar för 25 USD per år. En koalition av genetikforskare med stöd av Google försökte införa tekniska standarder, som de som styr webben, som ett sätt att organisera ett internet av DNA över vilket forskare kan dela data.
Enkel tillgång till DNA-information ledde till debatter om hur mycket konsumenter borde veta. U.S. Food and Drug Administration har sagt att genetiska hälsotest direkt till konsumenter ännu inte är redo att marknadsföras. Men konsumenterna hittade sätt att få informationen ändå. Tusentals människor begav sig till oreglerade hörn av Internet för att lära sig om deras gener, och en pappa lyckades till och med sekvensera DNA från sin egen ofödda son, och hävdade en kontroversiell första.
Årets hetaste teknik var lätt en ny genteknikmetod kallad CRISPR , ett kraftfullt nytt redigeringssystem för DNA. Kinesiska forskare använde den för att producera genetiskt förändrade apor i januari, och andra forskare förväntas nu skapa apor som modellerar mänskliga psykiatriska sjukdomar. Ett mått på teknikens betydelse är att forskare nu slåss om vem som verkligen uppfann den först – och vem som ska äga patentet på den.
Under året har bioingenjörer avancerat på alla fronter med hjälp av andra teknologier. Vi såg nya typer av cellterapi som används för att behandla degenerativa ögonsjukdomar, positiva resultat från en studie av genterapi som kunde bota HIV och återuppkomsten av en form av genterapi som kallas RNA-interferens. Utvecklingen av ersättningsorgan tog också steg framåt, inklusive ny forskning som visar hur man lägger till blodkärl till labbtillverkad vävnad med en 3D-skrivare.
I år var 10 av 35 nya läkemedel godkända av FDA biologiska molekyler, som antikroppar eller proteininjektioner. Det var rekord. Och FDA säger att listan över nya läkemedel som testas för första gången domineras av biologiska behandlingar.
Dessa biotekniska läkemedel inkluderar årets viktigaste medicinska genombrott, en ny klass av cancerläkemedel som kallas immunterapier. Läkemedelsföretaget Merck har testat en antikropp som hjälper immunsystemet att känna igen melanomcancerceller — med nästan mirakulösa resultat för vissa patienter. Det andra tillvägagångssättet för immunterapi innebär att man regisserar en persons vita blodkroppar för att känna igen och döda vissa typer av leukemitumörer.
Bioteknik stannar inte vid DNA. U.S. BRAIN Initiative, president Obamas signaturvetenskapliga projekt, har som mål att utveckla framväxande neuroteknologier för att mäta hjärnan och så småningom ta reda på den neurala koden. Det breda tillvägagångssättet för det amerikanska projektet står i kontrast till det som används i Europa, där medel har riktats mot ett megaprojekt för att skapa datorsimuleringar av hjärnan, något som fick skarp eld från avvikande neuroforskare.
Bioteknik – oavsett om det handlar om hjärnan, nya läkemedel eller vår mat – kan lösa några av planetens största utmaningar. Till exempel kan GMO-grödor hjälpa oss att anpassa oss till de oförutsägbara förändringar som klimatförändringarna kan medföra. Ändå är många människor inte övertygade om att dessa idéer är så säkra eller användbara som teknologer lovar. I USA hoppas vissa entreprenörer att ny teknik för att redigera gener från djur, som mjölkboskap, kan få allmänheten att ompröva sitt motstånd mot genetiskt modifierade djur. I vissa länder, som Kina, där rädslan för GMO är utbredd, har regeringar valt att hålla tillbaka på kommersialiseringen. Men som vi rapporterade i år fortsätter Kina att plöja miljarder FoU-dollar för att skapa lager av genetiskt modifierade växter.
För forskare finns det ironi i hur saker utvecklas. I Europa började den första västerländska genterapin säljas i år (den behandlar en sällsynt leversjukdom genom att fixa en mutant gen) för 1,4 miljoner dollar per dos — vilket gör det till den dyraste medicinen i historien. Ändå ser inte europeiska länder ett liknande värde i GMO-grödor och har i huvudsak förbjudit dem.
George Church, en gentekniker vid Harvard Medical School, tycker att detta utgör en teknologiparadox. Han var källan till vårt favoritcitat för året: Vi har genetiskt modifierade människor som går runt i Europa och inte äter GMO-mat.