De DNA-revolutie: Bill Clinton krijgt eindelijk gelijk

In 2000 stelde Bill Clinton dat de genetische wetenschap op het punt stond van een revolutie voor de diagnose, preventie en behandeling van misschien wel alle menselijke aandoeningen. De conceptversie van het menselijke genoom was afgerond (in normale taal: al het genetische materiaal van een individu) en hij had er duidelijk hoge verwachtingen van. Maar de relatie tussen ons DNA en ons welzijn bleek veel complexer dan verwacht. Daardoor staan we pas nú, twintig jaar later, daadwerkelijk aan het begin van Clintons revolutie.

Het fiasco van de kandidaatgenbenadering

Ieder mens is uniek – maar genetisch gesproken zijn we voor 99,9% hetzelfde. De 0,1% die overblijft zorgt voor de verschillen die van jou een individu maken. We noemen deze verschillen genetische varianten. Er zijn verschillende soorten genetische varianten. De belangrijkste zijn een verandering van één enkele letter ergens in je DNA. Bijvoorbeeld als op een specifieke positie in het DNA een C is vervangen door een T (of een van de andere nucleotiden, A of G). Dit type variant is een SNP. Dat spreek je uit als ‘snip’ en is een afkorting van het Engelse single nucleotide polymorphism. Eén SNP kan het verschil zijn tussen wel of geen lactose kunnen verteren, drie kilo lichter of zwaarder zijn en bruine of blauwe ogen.

Tot een jaar of vijftien geleden konden wetenschappers maar één SNP per keer onderzoeken. En dat kostte niet alleen veel tijd en moeite, maar was ook nog eens heel duur. Daarom werd de jacht naar verbanden tussen genen en eigenschappen beperkt tot onderzoek naar slecht een paar SNP’s in een beperkte selectie van genen bij een klein aantal proefpersonen: de kandidaatgenbenadering. Dat leek aanvankelijk veelbelovend, maar mondde uit in een fiasco toen bleek dat in vervolgstudies geen van de gevonden associaties herhaaldelijk kon worden aangetoond.

Een nieuwe methode: genoomwijde associatie

Rond 2005 werd er een nieuwe technologie ontwikkeld: genoomwijde associatie. Met zogenaamde microarrays, een soort computerchips, werd het mogelijk om in één keer honderdduizenden SNP’s te analyseren. Daardoor kon op een veel efficiëntere manier onderzoek worden gedaan naar de verbanden tussen genetische varianten, complexe eigenschappen en veelvoorkomende aandoeningen.

Genoomwijde associatie is eigenlijk het omgekeerde van de kandidaatgenbenadering. In plaats van onderzoek naar een min of meer willekeurige selectie van een paar SNP’s in enkele genen, werd het nu mogelijk om gelijktijdig, op een onbevooroordeelde, hypothesevrije en systematische manier, het hele genoom te bekijken.

De toekomst voorspellen met je genen

Nu, bijna vijftien jaar later, blijkt genoomwijde associatie de start van een revolutie te zijn geweest. Inmiddels worden er studies gepubliceerd met meer dan een miljoen proefpersonen, zijn er bijna 50.000 genoomwijde significante SNP-associaties gerapporteerd en kunnen we voor een stijgend aantal eigenschappen en aandoeningen polygene (risico)scores inzetten om met een steeds grotere nauwkeurigheid individuele verschillen te voorspellen.

Deze polygene scores, die soms bestaan uit miljoenen SNP’s met een minuscuul effect, maken het bijvoorbeeld mogelijk om voorspellingen te doen over je risico op hart- en vaatziekten, je lichaamslengte, de vraag of je meer ochtend- of avond mens bent, of je als man kaal wordt rond je veertigste en hoe goed je het gaat doen op school. In theorie zouden er scores ontwikkeld kunnen worden voor elke eigenschap die je maar kunt bedenken.

Beter dan traditionele risicofactoren

Hoewel polygene scores in de praktijk nog niet op grote schaal kunnen worden toegepast, lijken we ons toch al op een kantelpunt te bevinden. De voorspellende waarde van een polygene risicoscore voor hart- en vaatziekten is bijvoorbeeld al hoger dan die van traditionele risicofactoren als roken, diabetes, bloeddruk, BMI, cholesterolwaarden en familiaire aanleg. Een huisarts zou die informatie kunnen gebruiken voor leefstijladvies en/of medicatie op maat. Een genetische risicoscore kan dus, precies zoals Clinton al stelde, bijdragen aan het voorspellen, voorkomen en behandelen van complexe aandoeningen.

Laat maar komen, die revolutie.