Genominformation revolutionerar vården

Teknologin möjliggör hela tiden nya grejer som förbättrar patienters liv. Motoriserade exoskelett låter förlamade promenera och robothänder och rullstolar rör sig med tankekraft. Men genteknologierna är i en liga för sig när det gäller att sätta fart på utvecklingen. Genominformation hjälper oss både att utreda orsakerna till sjukdomar och att få tidigare diagnoser och behandlingar.

Text: Arja Krank • Bild: Lehtikuva

Människans genom kartlades för cirka femton år sedan. Sedan dess har genteknologin utvecklats i turbofart och tagit medicinen till nya sfärer.

– Teknologierna som möjliggör avläsning av gener och hela genomet har blivit exaktare med stormsteg, säger Pentti Tienari, professor i neuroimmunologi vid Helsingfors universitet.

RNA-sekvenseringen av enskilda celler, som blev möjlig för några år sedan, anser Tienari vara en rent av revolutionerande innovation.

– Situationen kunde jämföras med digitala fotografier. Om vi tänker på identifieringen av gener som pixlar så såg vi genbilden med 20 pixlars noggrannhet för tio år sedan. Dagens bild, med 5 000 pixlar, är något helt annat.

RNA-sekvensering av enskilda celler hjälper oss undersöka varje cells identitet. Detta är viktigt särskilt i fråga om immunsystemets celler, där det finns upp till tusen biljoner variationer med vilka vi kan identifiera mikrobers och människans egna proteinstrukturer.

– Teknologin är redan så bra att vi har svårt att tolka vad all den här genominformationen riktigt betyder.

Cellspecifik analys en nyckel till MS-sjukdom
När det gäller skovvis förlöpande MS-sjukdom kommer identifieringen av enskilda celler att vara avgörande. Tidigare trodde man att sjukdomen beror på en störning i hjärnans vita substans, som aktiverar immunförsvaret. Nu vet man att det är tvärtom.

– Sjukdomen beror på en störning i immunförsvaret. När vissa vita blodkroppar, som verkar som försvarsceller, klonar sig tillräckligt och aggressivt börjar anfalla celler i det egna centrala nervsystemet, uppkommer vävnadsskador och sjukdomen bryter ut. De här ”terroristcellerna” är få. Därför upptäcks de inte i vanliga blodprov.

Tienari väntar på en utvecklingsspurt inom immunologin innan MS-sjukdom kan börja diagnostiseras med genteknik, men det här är inte så enkelt.

– Trots att metoderna för noggrann undersökning av cellerna finns, behövs det ännu mycket satsning på krävande grundforskning, så att vi får veta vilka celler som är avgörande för sjukdomen och vilken struktur i människan de anfaller. Bland annat ledgångsreumatism har samma uppkomstmekanism. Där anfaller de här cellerna kollagenet eller andra strukturer i lederna.

Generna påverkar läkemedlens effekt
Genteknologin gör också att läkemedelsbehandlingarna utvecklas. Mikko Niemi, professor i farmakogenetik vid Helsingfors universitet, berättar att medicineringar kan bli effektivare och tryggare med hjälp av geninformation. Niemi förklarar de farmakologiska grunderna till det här:

– När ett läkemedel tillförs kroppen måste det komma till det ställe där det ska verka, vilket kan vara ”långt borta”. Genetiska faktorer påverkar hur läkemedlet tas upp i matsmältningskanalen och hur det når fram.

Niemi säger att vi i dagens läge får förvånansvärt liten effekt ur läkemedlen.

– Hos cirka en tredjedel av användarna når läkemedlens effekt inte upp till det förväntade. Bland dem som använder antiinflammatoriska smärtmediciner är det bara hälften som får en tillräcklig effekt av dem.

Niemi säger också att ett läkemedels effekt kan försvinna om människan har en genetisk benägenhet att bryta ner läkemedel snabbt.

– Vet man det här kan läkemedelsdosen göras högre.

Professorn tar kodein som ett exempel. Dess verkan i människokroppen beror delvis på arvsanlagen. Kodein omvandlas i levern till morfin, med hjälp av enzymet CYP2D6. Hur mycket morfin som bildas – och läkemedlets effekt – beror på enzymets aktivitet, som i sin tur är en ärftlig egenskap.

Hos vissa människor hamnar för mycket läkemedel på fel ställen på grund av generna. En del har ärvt sin läkemedelsöverkänslighet.

– Genanalys hjälper oss att hitta så trygga läkemedel som möjligt åt var och en, säger Niemi.

Noggrannhet i diagnoser och behandling
En viktig lärdom man fått av den medicinska genomiken är enligt Niemi att det man trott vara en enda sjukdom kan vara flera olika.

– En färsk rapport om diabetespatienter som undersökts i Sverige och Finland visar att den här folksjukdomen borde indelas i fem kategorier i stället för de två vi har i dag, och att de alla borde behandlas på olika sätt, berättar Niemi.

Genominformationen kan i framtiden på liknande sätt hjälpa oss att precisera många sjukdomsdiagnoser och välja den behandling som passar varje sjukdomstyp bäst.

Genominformation används redan när man forskar i medicinering. Niemi undersöker i ett eget projekt genernas inverkan på bland annat statiners effekt och säkerhet. Statiner är kolesterolmediciner.

– Många patienter får muskelbiverkningar av kolesterolmediciner. Vår forskningsgrupp hittade en genförändring som gör en mottaglig för dessa symtom. Den här förändringen kan i dag beaktas när medicineringen planeras.

Det finns tiotals olika gentester som används på patienter och som söker efter genförändringar som påverkar en medicins effekt eller säkerhet.

– Tester och algoritmer ger läkaren mer tid att diskutera med patienten, medan datorn jobbar på i bakgrunden och söker de bästa medicinerna. Läkemedelsbiverkningarna minskar när man inte behöver pröva ett läkemedel ”i blindo”.

Även om individuell medicinering blir vanligare kommer traditionella genomsnittsläkemedel att användas länge än, menar Niemi. Men i framtiden kan det bli möjligt att tillverka läkemedel individuellt för varje patient. Då kan till exempel dosen väljas exakt enligt personens behov.

– Utvecklingen har börjat även här. Vid Åbo Akademi till exempel undersöker man individuell printning av läkemedel, berättar Niemi.

Jämförelsematerial i biobanker
Geninformation kan utnyttjas först när man kan dra slutsatser av informationen. För det här detektivarbetet behövs mycket jämförelsematerial, det vill säga en massa insamlade genomprov och hälsoinformation i anslutning till dem.

Vid analysen av informationen kan man använda artificiell intelligens, men Pentti Tienari imponeras inte av all hajp.

– För att fiska upp information ur datasjöarna behövs givetvis sofistikerade program och algoritmer skapade av människor. Viktigare är ändå att forskarna delar informationen och studerar den tillsammans.

Men varifrån och av vem får man rådata? Mikko Niemi berättar att man redan i ungefär tio år samlat in gendata i läkemedelsföretagens biobanker av personer som deltagit i undersökningar.

– Man har också kartlagt genom inom nationella projekt. I en isländsk kartläggning av 2500 medborgares genom hittades flera tidigare okända genmutationer som bland annat påverkar risken att drabbas av Alzheimers sjukdom.

I Finland har vi en nationell genomstrategi som strävar till att användningen av genominformation ska vara rutin i hälsovården år 2020. Professor Aarno Palotie, forskningschef vid Institutet för molekylärmedicin i Finland, berättar att man hos oss planerar ett stort förråd för genetisk information, ett genomcenter.

– I Finland startades också det viktiga FinnGen-projektet, vars mål är att samla in hälso- och gendata av en halv miljon finländare före år 2023.

Prover fås av frivilliga donatorer och ur redan befintligt biobanksmaterial, det vill säga vävnadsprover.

– Proverna har överförts enligt lag till en biobank från till exempel FINRISKI- och Terveys2000-studierna, förklarar Palotie.

Pentti Tienari anser att det är mycket bra att man får en bred grund för forskning och utveckling av nya läkemedel utifrån finländarnas egen geninformation.

– Vi har helt egna sjukdomsvarianter. Till exempel vissa drag i MS-sjukdomen är lite annorlunda hos oss än hos rumäner eller greker.

Individens genominformation skyddas i lag
Att grunda genomförråd går inte utan vidare – åtminstone inte inom EU. För genomcentret måste man stifta en lag, vars beredning krävt en hel del tid för begrundan av integritetsskydd och etik.

En öppen fråga är om min genominformation kan bli en handelsvara och om jag kan identifieras via den.

– Universiteten säljer ingen information som insamlats om dig och donatorernas identitet döljs, betonar Aarno Palotie.

Men naturligtvis uppstår affärsverksamhet kring nya teknologier. Som exempel nämner Palotie gentestningstjänster för konsumenterna. Där analyseras ditt prov mot betalning, men information som insamlas vid analysen säljs möjligen också vidare till andra kommersiella aktörer, exempelvis läkemedelsfabriker.

***

FinnGen-projektet

• I projektet deltar de finländska universitetscentralsjukhusen, universitet med en medicinsk fakultet, biobankerna och sju stora läkemedelsfabriker.
• Informationen används i fortsättningen i icke-kommersiell forskning för att bättre förstå bakgrunden till sjukdomar.
• Forskarna får behandla data endast i en datasäker miljö, där användarrättigheterna övervakas noggrant och datasäkerhetsriskerna konstaterats vara små.

Genom betyder en organisms, till exempel en människas, hela arvsmassa. Arvsmassan är packad i DNA-kedjornas tre miljarder baspar. Ordningen på de här basparen, människans genom, kunde avläsas för ungefär 15 år sedan.

RNA-sekvensering: RNA-sekvensering betyder att baspar i genomet undersöks genom avläsning av genetisk information ur RNA-molekyler. RNA-molekylerna förmedlar genetisk information från DNA till andra ställen i cellen.