2014 in Biomedizin: Umschreiben von DNA, Entschlüsseln des Gehirns und ein GVO-Paradoxon

Das Jahr der Biotechnologie begann mit einem wegweisenden Ereignis. Ein Jahrzehnt, nachdem das erste menschliche Genom zu einem Preis von etwa 3 Milliarden US-Dollar entschlüsselt wurde, stellte die Sequenziermaschinenfirma Illumina aus San Diego ein neues Modell vor, das Hyseq X-10, das dies für etwa 1.000 US-Dollar pro Genom tun kann.

Das System, das 10 Millionen US-Dollar kostet und 20.000 Genome pro Jahr entschlüsseln kann, wurde von großen Forschungslabors und Start-up-Firmen wie J. Craig Venter gekauft Menschliche Langlebigkeit (die plant, 40.000 Menschen pro Jahr zu sequenzieren) und sogar von der britischen Regierung (Großbritannien ist das erste Land mit einem nationalen Genomsequenzierungsprojekt).

Francis de Souza, Präsident von Illumina, sagte voraus, dass innerhalb von zwei Jahren die Genome von etwa 1,6 Millionen Menschen sequenziert sein werden.

Billige Sequenzierung bedeutet eine Flut von Informationen und eine neue Rolle für Technologien zur Handhabung und Nutzung von Big Data. Der Suchgigant Google war das Technologieunternehmen, das am besten auf diesen Trend eingestellt war. Er startete ein wissenschaftliches Projekt zur Sammlung biologischer Daten über gesunde Menschen und bot an, jedes Genom für 25 US-Dollar pro Jahr auf seinen Servern zu speichern. Eine von Google unterstützte Koalition von Genetikforschern versuchte, technische Standards einzuführen, wie sie das Web regeln, um ein DNA-Internet zu organisieren, über das Forscher Daten austauschen könnten.

Der einfache Zugang zu DNA-Informationen führte zu Debatten darüber, wie viel Verbraucher wissen sollten. Die U.S. Food and Drug Administration hat erklärt, dass genetische Gesundheitstests direkt an den Verbraucher noch nicht vermarktungsreif sind. Aber die Verbraucher fanden trotzdem Wege, an die Daten zu kommen. Tausende von Menschen gingen in unregulierte Ecken des Internets, um mehr über ihre Gene zu erfahren, und ein Vater schaffte es sogar, die DNA seines eigenen ungeborenen Sohnes zu sequenzieren, und behauptete, er sei ein umstrittener Erstling.

Die mit Abstand heißeste Technologie des Jahres war eine neue gentechnische Methode namens CRISPR, ein leistungsstarkes neues Bearbeitungssystem für DNA. Chinesische Wissenschaftler verwendeten es im Januar, um genetisch veränderte Affen zu züchten, und von anderen Wissenschaftlern wird nun erwartet, dass sie Affen erschaffen, die menschliche psychiatrische Erkrankungen modellieren. Ein Maß für die Bedeutung der Technologie ist, dass Wissenschaftler jetzt darüber streiten, wer sie wirklich zuerst erfunden hat – und wer das Patent darauf besitzen sollte.

Im Laufe des Jahres machten Bioingenieure mit anderen Technologien Fortschritte an allen Fronten. Wir sahen neuartige Arten der Zelltherapie zur Behandlung degenerativer Augenerkrankungen, positive Ergebnisse einer Studie über Gentherapie, die HIV heilen könnte, und das Wiederaufleben einer Form der Gentherapie namens RNA-Interferenz . Auch die Entwicklung von Ersatzorganen machte Fortschritte, darunter neue Forschungsergebnisse, die zeigen, wie man mit einem 3-D-Drucker Blutgefäße zu im Labor hergestelltem Gewebe hinzufügen kann.

In diesem Jahr waren 10 von 35 neuen von der FDA zugelassenen Medikamenten biologische Moleküle wie Antikörper oder Proteininjektionen. Das war ein Rekord. Und die FDA sagt, dass die Liste der neuen Medikamente, die zum ersten Mal getestet werden, von biologischen Behandlungen dominiert wird.

Zu diesen Biotech-Medikamenten gehören die wichtigsten medizinischen Durchbrüche des Jahres, eine neue Klasse von Krebsmedikamenten namens Immuntherapien. Das Pharmaunternehmen Merck hat einen Antikörper getestet, der dem Immunsystem hilft, Melanom-Krebszellen zu erkennen – mit fast wundersamen Ergebnissen für einige Patienten. Der andere Ansatz zur Immuntherapie besteht darin, die weißen Blutkörperchen einer Person so umzugestalten, dass sie bestimmte Arten von Leukämietumoren erkennen und abtöten.

Bioengineering hört nicht bei der DNA auf. Die U.S. BRAIN Initiative, Präsident Obamas charakteristisches Wissenschaftsprojekt, hat das Ziel, neue Neurotechnologien zur Messung des Gehirns zu entwickeln und schließlich den neuralen Code herauszufinden. Der breite Ansatz des US-Projekts steht im Gegensatz zu dem in Europa, wo die Finanzierung auf ein Megaprojekt zur Erstellung von Computersimulationen des Gehirns gerichtet war, etwas, das scharfes Feuer von abweichenden Neurowissenschaftlern auf sich zog.

Bioengineering – ob es um das Gehirn, neue Medikamente oder unsere Nahrung geht – könnte einige der größten Herausforderungen des Planeten lösen. Zum Beispiel könnten GVO-Pflanzen uns helfen, uns an die unvorhersehbaren Veränderungen anzupassen, die der Klimawandel mit sich bringen könnte . Dennoch sind viele Menschen nicht davon überzeugt, dass diese Ideen so sicher oder nützlich sind, wie es die Technologen versprechen. In den USA hoffen einige Unternehmer, dass neue Technologien zur Bearbeitung von Genen von Tieren wie Milchvieh die Öffentlichkeit dazu bringen könnten, ihre Ablehnung gentechnisch veränderter Tiere zu überdenken. In einigen Ländern wie China, wo die Angst vor GVO weit verbreitet ist, haben sich die Regierungen entschieden, die Kommerzialisierung zurückzuhalten. Doch wie wir dieses Jahr berichteten, investiert China weiterhin Milliarden von F&E-Dollar in die Schaffung von Lagerbeständen an gentechnisch veränderten Pflanzen .

Für Wissenschaftler ist es ironisch, wie sich die Dinge entwickeln. In Europa kam dieses Jahr die erste westliche Gentherapie auf den Markt (sie behandelt eine seltene Lebererkrankung durch Fixierung eines mutierten Gens). für 1,4 Millionen Dollar pro Dosis – und ist damit das teuerste Medikament der Geschichte. Die europäischen Länder sehen jedoch keinen ähnlichen Wert in GVO-Pflanzen und haben sie im Wesentlichen verboten.

George Church, ein Gentechniker an der Harvard Medical School, hält dies für ein technologisches Paradoxon. Er war die Quelle unseres Lieblingszitats des Jahres: Wir haben gentechnisch veränderte Menschen, die in Europa herumlaufen und keine gentechnisch veränderten Lebensmittel essen.

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