Ο γενετικός αλγόριθμος που αποκάλυψε τα πιθανά μου μωρά

Βλέποντας χίλια από τους πιθανούς απογόνους μου μου έδωσε μια ματιά σε νέα πράγματα που οι μελλοντικοί γονείς θα τονίσουν.

«Είναι πιθανό ότι μέσα σε λίγες δεκαετίες, οι άνθρωποι θα κοιτάξουν πίσω την τρέχουσα περίσταση με μια αίσθηση δυσπιστίας που παρακολουθήσαμε για τόσο λίγες συνθήκες. Θα είναι επίσης μπερδεμένοι και απογοητευμένοι, όπως είμαι τώρα, ότι το σύστημα υγειονομικής περίθαλψής μας έβαλε τόσα πολλά ζευγάρια σε μια άσκοπα δύσκολη θέση, μη προσδιορίζοντας την κατάσταση του φορέα τους έως ότου είχε ήδη ξεκινήσει μια εγκυμοσύνη. " - Francis Collins, Διευθυντής των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας

«Προσπαθώντας να γίνουμε καλύτεροι, συχνά χαλάμε τι είναι καλά». - William Shakespeare, King Lear

Ο Lee Silver, ο συνιδρυτής και επικεφαλής επιστημονικός διευθυντής της GenePeeks, είναι δύσκολο να εντοπίσει. Παραδέχεται ότι έχει σοβαρή ΠΡΟΣΘΗΚΗ που καθιστά δύσκολο για αυτόν να επικεντρωθεί για ώρες ή και λεπτά. Σίγουρα δεν του αρέσει να παραμένει με δουλειά για περισσότερα από λίγα χρόνια. «Βαριέμαι με τα πράγματα», λέει. Το GenePeeks εμφανίστηκε κατά τη διάρκεια μιας από τις πτήσεις της πλήξης του Silver. Αλλά η ιδέα στον πυρήνα της είναι τόσο μεγάλη που εξακολουθεί να είναι έξι χρόνια αργότερα.

Το GenePeeks προσπαθεί να αποτρέψει κληρονομικές ασθένειες σε μελλοντικά μωρά. Χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο που συγκολλά τις γονιδιακές ακολουθίες των δύο βιολογικών γονέων, η εταιρεία θα συλλάβει τους «εικονικούς απογόνους» σας. Ο VP σας δεν φοράει πάνες ή κλαίει. Είναι απλώς μια προσομοίωση δεδομένων 1.000 πιθανών γενετικών συνδυασμών.

Ο Silver λέει ότι αυτή η ανάλυση μπορεί να προβλέψει εάν δύο άνθρωποι θα παράγουν ένα υγιές παιδί. Η εταιρεία καλεί το τεστ, το οποίο έχει τιμή περίπου 2.000 $, το επόμενο βήμα στη δοκιμή γενετικών φορέων, έναν τρόπο για να δώσει στους γονείς ηρεμία πριν συλλάβουν. Το σύνθημα μάρκετινγκ της εταιρείας είναι «Η προστασία των παιδιών μας είναι στο DNA μας».

Εάν οι «εικονικοί απόγονοι» ακούγονται σαν κάτι από δυστοπική φαντασία, είναι. Μία από τις πολλές περισπασμούς της Silver, οι οποίες περιελάμβαναν το άλμα από τη διδασκαλία της μικροβιολογίας στις διεθνείς υποθέσεις στο Princeton, συνεργαζόμενη σε μια ρομαντική κωμωδία εκτός Broadway για έναν μεταπτυχιακό φοιτητή που εμποτίζεται με σπέρμα χιμπατζήδων (οι New York Times το ονόμασαν «αστεία ανόητο») , ήταν το βιβλίο του 1997 Remaking Eden: How Genetic Engineering and Cloning Will Transform the American Family. Στο προβλεπόμενο μέλλον του Silver, οι γονείς αρχίζουν να επιλέγουν έμβρυα που είναι γενετικά πιο υγιή. Αυτό τελικά οδηγεί σε ένα νέο είδος διαίρεσης ανάμεσα σε αυτό που αποκαλεί «πλούσιο σε γονίδια», εκείνων που έχουν τα χρήματα για να κατασκευάσουν τα παιδιά τους και των «φυσικών» που δεν το κάνουν.

Λίγο μετά το θεατρικό του flop, ένας αμοιβαίος φίλος εισήγαγε την Silver στην Anne Morriss, ένα MBA του Χάρβαρντ που ψαρεύει για την επόμενη συναυλία της. Η Μόρις είχε πρόσφατα βιώσει μια τρομακτική εμπειρία με τη γέννηση του γιου της, που σχεδιάστηκε με σπέρμα δότη από μια τράπεζα σπέρματος. Το αγόρι γεννήθηκε με υπολειπόμενη ασθένεια ενός γονιδίου που ονομάζεται ανεπάρκεια MCAD, πράγμα που σήμαινε ότι δεν έφτιαξε αρκετά ένα ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αποτελεσματική μετατροπή του λίπους σε ζάχαρη. Εάν η ασθένεια δεν αντιμετωπιστεί σωστά, θα μπορούσε να έχει βίαιες επιληπτικές κρίσεις εάν το σάκχαρο στο αίμα του ήταν πολύ χαμηλό, δυσκολία στην αναπνοή και προβλήματα στο ήπαρ - και μπορεί ακόμη και να πεθάνει ξαφνικά.

Οι περισσότερες τράπεζες σπέρματος, οι οποίες είναι γνωστές ότι πληρούν μόνο τους ελάχιστους κανονισμούς, δεν εκτελούν δοκιμές φορέα στους δότες τους, πόσο μάλλον ακολουθούν τα γονιδιώματα των δότη τους. Οι περισσότεροι βασίζονται σε δωρητές που αποκαλύπτουν αληθινά τα προσωπικά και οικογενειακά ιατρικά ιστορικά τους σε συνεντεύξεις.

Lee Silver (Ευγενική προσφορά του GenePeeks)

Έτσι, η Μόρις δεν είχε ιδέα ότι αυτή και ο δότης της έφεραν το υπολειπόμενο γονίδιο για το MCAD. Ακόμα κι αν είχε εξετάσει τον εαυτό της και τον δότη, το MCAD δεν συμπεριλαμβάνεται στις περισσότερες δοκιμασίες υπολειπόμενης νόσου. Ευτυχώς, οι γιατροί της έπιασαν την ασθένεια κατά τον έλεγχο των νεογέννητων στο νοσοκομείο, οπότε από την αρχή αυτή και ο σύντροφός της μπορούσαν να το διαχειριστούν προσεκτικά. Τελικά θα έμαθαν ότι ο γιος τους πιθανότατα θα μεγάλωνε από τη συγκεκριμένη περίπτωση του MCAD.

Η εμπειρία της έκανε να συνειδητοποιήσει ότι πολλές από αυτές τις περιπτώσεις δεν έχουν συλληφθεί. Η γενετική ασθένεια είναι η κύρια αιτία βρεφικού θανάτου στις ΗΠΑ, αντιπροσωπεύοντας το 20% της ετήσιας βρεφικής θνησιμότητας. Ενώ οι δοκιμές αερομεταφορέων πραγματοποιούνται από τη δεκαετία του 1970 μεταξύ ορισμένων εθνοτικών ομάδων με υψηλό κίνδυνο, οι καθολικές δοκιμές ήταν απαγορευτικές ως προς το κόστος επειδή δεν καλύπτονταν από την ασφάλιση υγείας.

Μόνο φέτος το Αμερικανικό Συνέδριο Μαιευτήρων και Γυναικολόγων άρχισε να προτείνει τον έλεγχο όλων των εγκύων γυναικών, ανεξάρτητα από την εθνικότητά τους. Ένας από τους λόγους αυτής της νέας σύστασης είναι ότι η αλληλούχιση γονιδιώματος έχει δείξει ότι ορισμένες υπολειπόμενες ασθένειες που συνήθως σχετίζονται με ορισμένες εθνικές ομάδες είναι στην πραγματικότητα πιο συχνές από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Για παράδειγμα, η μετάλλαξη που προκαλεί τη νόσο Tay-Sachs, η οποία έχει συσχετιστεί με τους Εβραίους Ashkenazi, έχει επίσης βρεθεί σε άτομα ιρλανδικής καταγωγής.

Τέτοιες ανακαλύψεις έχουν ωθήσει την ιατρική γενετική κοινότητα να προτείνει ότι ο γενετικός έλεγχος κινείται πέρα ​​από τις εγκύους. «Το μεγάλο ερώτημα είναι: Γιατί ελέγχουμε τους ανθρώπους όταν είναι έγκυοι;» ρωτά ο Δρ Ronald Wapner, διευθυντής της αναπαραγωγικής γενετικής στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Columbia. «Αυτό είναι κάτι που η ιατρική κοινότητα πρέπει να κάνει πριν κάποιος είναι έγκυος. Θα πρέπει όλοι να ελέγχονται νωρίς στη ζωή. "

Είναι αυτή η ιδέα να προωθήσουμε τον έλεγχο νωρίτερα που έκαναν τον Silver και τον Morriss να μιλούν. Σήμερα οι περισσότεροι γενετικοί έλεγχοι συμβαίνουν μετά τη σύλληψη, μέσω μιας επεμβατικής δοκιμής όπως η αμνιοκέντηση, αν όχι καθόλου. Και ο έλεγχος φορέα που συμβαίνει πριν από τη σύλληψη συνήθως δεν αναζητά πολλές από τις λιγότερο συχνές υπολειπόμενες ασθένειες. Έτσι, ο Silver και ο Morriss αποφάσισαν να συνεργαστούν για να θέσουν ένα νέο πρότυπο για την προληπτική ιατρική, αναλύοντας τον συνδυασμό οποιωνδήποτε δύο γονιδιωμάτων για να δοκιμάσουν ένα ευρύ φάσμα ασθενειών. «Θέλουμε να φέρουμε όλη αυτή την επιστήμη στη στιγμή της προ-σύλληψης και να διακόψουμε τη μετάδοση του κινδύνου», μου είπε ο Μόρις.

Η επιθυμία μας να προστατεύσουμε τα παιδιά μας και η ελπίδα μας ότι θα είναι μια βελτίωση για εμάς είναι έμφυτη. Στη σημερινή κουλτούρα γονέων με ελικόπτερα, αυτές οι επιθυμίες μερικές φορές μπορούν να ενταθούν σε μια τρελή κίνηση προς τελειομανία. Μπορεί να είναι μέρος αυτού που πολλοί επιστήμονες και στοχαστές ορίζουν ως ένα νέο στάδιο της ανθρώπινης εξέλιξης. Οι επιστημονικές μας εφευρέσεις, όπως γράφει ο συγγραφέας Yuval Noah Harari στο βιβλίο του Homo Deus, δημιουργούν τη δυνατότητα να «αναβαθμίσουμε τους Θεούς».

Πουθενά αυτό δεν είναι πιο εμφανές παρά στην αναπαραγωγική επιστήμη. Μπορούμε να διαχωρίσουμε το φύλο και την αναπαραγωγή. Μπορούμε να επιλέξουμε δότες σπέρματος, δότες αυγών και τις τεχνολογίες που θα μας βοηθήσουν να συλλάβουμε. Αυτός ο άνευ προηγουμένου έλεγχος, σε όλα από τη γονιμοποίηση in-vitro έως τον προεμφυτευτικό γενετικό έλεγχο, και πολύ σύντομα, η γονιδιακή επεξεργασία, σημαίνει ότι αντί να περιστρέφουμε τον τροχό της αναπαραγωγικής ρουλέτας, είμαστε αναγκασμένοι να αναρωτηθούμε: «Τι επιλέγω για το παιδί μου;» (Ο νευροεπιστήμονας David Eagleman επεκτείνει αυτήν την ιδέα σε αυτό το άρθρο για το Neo.life.)

Η τεχνολογία της GenePeeks θα βοηθήσει τα άτομα με γνωστή ή άγνωστη ιστορία υπολειπόμενης νόσου να αποκτήσουν μεγαλύτερο έλεγχο του κινδύνου τους - και ενδεχομένως να ξεφύγουν από τις εξελικτικές τους μοίρες. Ένα ερώτημα, ωστόσο, είναι εάν αυτή η ευκαιρία μας στέλνει επίσης κατευθείαν προς το δυστοπικό όραμα του Silver, στο οποίο μόνο εκείνοι που μπορούν να αντέξουν οικονομικά αυτές τις νέες επιλογές θα επωφεληθούν. Και σε ποιο σημείο η επιθυμία μας για τελειότητα γίνεται ανθυγιεινή; Αποφάσισα να περάσω από το τεστ GenePeeks για να δω τον εαυτό μου.

Ο ιστότοπος του GenePeeks παίζει τέλεια στον ανήσυχο κάθε γονέα. Η λέξη «κρυφοκοιτάζει» στο λογότυπο είναι ένα ουράνιο τόξο χρωμάτων, λέγοντας, στην πραγματικότητα, «Είμαστε ανοιχτοί σε κάθε είδους οικογένεια». Η εταιρεία καλεί τους βιολογικούς γονείς «συμμετέχοντες γονείς», ώστε να μην απομακρύνουν τους μονογονείς ή τις οικογένειες που χρησιμοποιούν αυγά δότη ή σπέρμα. Μια γυναίκα διφορούμενης εθνικότητας χαμογελά και κρατά ένα μωρό. Ένα infographic δείχνει τα βήματα που θα περάσει ένας πελάτης. Όλα οδηγούν σε ένα σχέδιο μιας οθόνης υπολογιστή που εμφανίζει γραμμές συμβόλων με πάνα.

Η Rebecca Silver, κόρη του Lee, είναι η διευθύντρια της εμπειρίας πελάτη της εταιρείας. Μέσω του τηλεφώνου, με καθοδηγεί στη διαδικτυακή διαδικασία εγγραφής. Της εξηγώ ότι πριν από πέντε χρόνια, όταν συνέλαβα τον γιο μου με έναν δότη σπέρματος ως ανύπαντρη μαμά, έμαθα από μια εξέταση αίματος ότι έκανα την υπολειπόμενη μετάλλαξη για την ασθένεια Canavan, που απαντάται συχνότερα σε Εβραίους Ashkenazi σαν εμένα . Η ασθένεια είναι μια νευρολογική διαταραχή των γεννήσεων που προκαλείται από μια γονιδιακή μετάλλαξη που επηρεάζει τις νευρικές ίνες του εγκεφάλου. Όταν και οι δύο γονείς φέρουν τη μετάλλαξη, υπάρχει πιθανότητα 1 στους 4 να αποκτήσουν το παιδί τους δύο αντίγραφα της μετάλλαξης και έτσι να κληρονομήσουν την ασθένεια. Γενικά το παιδί δεν ζει μετά την ηλικία των τεσσάρων ετών.

Είμαι προσεκτικός αισιόδοξος, ανήσυχος από τη φύση. Νιώθω πιο άνετα να ανησυχώ για το χειρότερο σενάριο και έπειτα να εκπλαγώ ευχάριστα όταν δεν συμβαίνει. Επειδή ήξερα για τη μετάλλαξη των Καναβών, επέλεξα να μην ζευγαρώσω με έναν Εβραίο δωρητή όταν προσπαθούσα να μείνω έγκυος. Αλλά αυτή ήταν η έκταση της απόφασής μου. Ήξερα πολλά για τον δότη μου από το προφίλ του: ήταν 5-πόδια-10 με ανοιχτόχρωμο, ρόδινο δέρμα, ανοιχτό καφέ μάτια και ξανθά κυματιστά μαλλιά. Έκανε τις εξετάσεις στο κολέγιο ενώ ήταν ακόμα στο γυμνάσιο. Ο παππούς του πέταξε μέχρι την ημέρα που πέθανε σε ηλικία 97 ετών. Ο δωρητής μου μπορούσε να δέσει πολλά είδη γραβάτες και είχε μια τάση για αφορισμό. Αλλά δεν ήξερα αν έπασχε υπολειπόμενες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένου του Canavan, επειδή η τράπεζα σπέρματος που χρησιμοποίησα δεν έκανε αυτές τις εξετάσεις.

Χωρίς οριστική απάντηση ότι δεν ήταν επίσης μεταφορέας, το «τι εάν» για τον Canavan παρέμεινε στις πρώτες εβδομάδες της εγκυμοσύνης μου. Επειδή ήμουν 40 ετών και οι πιθανότητές μου για αρκετές γενετικές εκτροπές ήταν υψηλότερες, επέλεξα στις 11 εβδομάδες να υποβληθώ σε ένα τεστ γνωστό ως CVS (ένα αρκτικόλεξο για δειγματοληψία χοριακών λαχνών), στο οποίο τα κύτταρα λαμβάνονται από τον πλακούντα και αναλύονται. Αυτό αποκλείει τη νόσο του Canavan, το σύνδρομο Down, την κυστική ίνωση και το σύνδρομο Fragile X.

Ήταν ανακούφιση γιατί ήξερα ότι αν είχε κάποια από αυτές τις ασθένειες, θα είχα τερματίσει την εγκυμοσύνη. Ξέρω ότι αυτό δεν είναι επιλογή όλων, και γι 'αυτό μερικοί άνθρωποι δεν κάνουν καθόλου δοκιμές. Το αφήνουν στη μοίρα ή στον Θεό τους, και λένε ότι θα δεχτούν τι παιδί παίρνουν την ημέρα που γεννιέται.

Ο Αλέξανδρος είναι τώρα σχεδόν πέντε και τυχαία - είναι υγιής. Ο συνδυασμός των γονιδίων του του έδωσε ξανθά μαλλιά και ανοιχτόχρωμο δέρμα όπως ο δότης του, και το στόμα μου, τόσο σε σχήμα όσο και στην τάση να μιλάω πολύ. Δεν σκοπεύω να μείνω ξανά έγκυος, αλλά ήμουν περίεργος πώς θα ένιωθα και τι περισσότερο θα μπορούσα να μάθω να περνάω από τη διαδικασία GenePeeks. Θα ανακαλύψω κάτι που κρύβεται στα γονίδια μου;

Το τεστ, το οποίο απαιτεί ιατρική συνταγή και διαβούλευση με έναν γενετικό σύμβουλο, δεν καλύπτεται από ασφάλιση και ως εκ τούτου πιθανότατα απρόσιτο για πολλές οικογένειες. Για χάρη του πειράματός μου, η GenePeeks κάλυψε το κόστος.

Η Silver μου λέει ότι μόνο το 5% των πελατών της εταιρείας μαθαίνει ότι οι εικονικοί τους απόγονοι έχουν γενετικό κίνδυνο. Με τόσο χαμηλές αποδόσεις, αναρωτήθηκα αν άξιζε τα λεφτά. Ενώ το τεστ διατίθεται στο εμπόριο για την ανακούφιση του άγχους για νέους γονείς, ειδικά για εκείνους με γνωστό ιστορικό γενετικών ασθενειών, θα μπορούσε επίσης να έχει το αντίθετο αποτέλεσμα δημιουργώντας περισσότερες ερωτήσεις και νέες επιλογές για το μέλλον ενός παιδιού.

«Ψάχνουμε για ασθένειες που οι ασθενείς εύλογα θα ήθελαν να γνωρίζουν πριν από την εγκυμοσύνη με δυνατότητα επέμβασης εάν βρεθεί κίνδυνος», λέει η Regine Lim, γενετικός σύμβουλος που εργάζεται στο GenePeeks. «Στο πιο ήπιο άκρο της λίστας, έχουμε γονίδια που προκαλούν απώλεια ακοής ή απώλεια όρασης. Στο πιο σοβαρό τέλος της λίστας υπάρχουν γονίδια που μπορούν να επηρεάσουν την ανάπτυξη του εμβρύου και να οδηγήσουν σε απώλεια εγκυμοσύνης. "

Θα ήταν δύσκολο να δοκιμάσω τον πραγματικό δωρητή του γιου μου, αφού έχει αποσυρθεί από τη δωρεά. Έτσι, η Rebecca Silver με ταιριάζει με έναν δωρητή από μία από τις τράπεζες σπέρματος με την οποία συνεργάζεται το GenePeeks. Είναι Καναδός και Ιρλανδός αξιοπρεπής με καστανά μαλλιά και καστανά μάτια. «Είναι ένα κίνητρο που παίρνει κίνητρο και είναι πολύ σίγουρος για το ποιος είναι, και πολύ ταλαντούχος όταν πρόκειται να κάνει τα πράγματα να συμβούν», μου γράφει σε ένα email.

Ο γιατρός γονιμότητας μου εγκρίνει μια online συνταγή και στη συνέχεια η Rebecca Silver μου στέλνει ένα τεστ σούβλας. Το κουτί φτάνει από την FedEx την επόμενη μέρα. Είναι κομψά συσκευασμένο με την ίδια επωνυμία ουράνιου τόξου της ιστοσελίδας GenePeeks. Απλές οδηγίες με καθοδηγούν σε μια διαδικασία που διαρκεί και τα δύο λεπτά. Φτύξτε τον δοκιμαστικό σωλήνα, δοκιμάστε το στροβιλισμένο δοκιμαστικό σωλήνα με ένα σταθεροποιητικό υγρό που κρατά τα βακτήρια έξω, σφραγίστε το σωληνάριο, τοποθετήστε το σε ένα κουτί με έναν αυτο-διευθυνόμενο φάκελο και τοποθετήστε τον στο πλησιέστερο γραμματοκιβώτιο.

Όταν το κουτί φτάσει στο εργαστήριο, οι τεχνικοί θα βάλουν το δείγμα του σάλιου μου μέσω μιας πλατφόρμας μηχανής και ανάλυσης που κατασκευάστηκε από την εταιρεία Illumina που εξετάζει το exome μου, τα μέρη του γονιδιώματος που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Υπολειπόμενα γονίδια όπως αυτά που εμπλέκονται στο Canavan θα εμφανιστούν εδώ ως παραλλαγές αυτού που βρίσκεται σε ένα τυπικό exome.

(Φωτογραφία μωρού από τη Lana K / Shutterstock. Εικονογραφήσεις του Nick Vokey)

Το GenePeeks προχωρά σε δοκιμές φορέα σε νέο επίπεδο. Σήμερα αναζητά πάνω από 900 υπολειπόμενες γενετικές παραλλαγές που αντιστοιχούν σε περισσότερες από 1.000 ασθένειες. Προς το παρόν, οι περισσότεροι μελλοντικοί γονείς δεν ελέγχονται καθόλου, αλλά ακόμη και εκείνοι που συνήθως δεν έχουν αναλύσει πολλά γονίδια. Το Αμερικανικό Συνέδριο Μαιευτήρων και Γυναικολόγων λέει ότι ο έλεγχος μέχρι αρκετών εκατοντάδων γονιδίων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που εμπλέκονται στην κυστική ίνωση και στη μυϊκή ατροφία της σπονδυλικής στήλης, είναι «μια αποδεκτή στρατηγική». Και αυτή η σύσταση δεν περιλαμβάνει τον έλεγχο των μπαμπάδων ή του σπέρματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανάλυση του GenePeeks ωθεί τους γενετικούς ελέγχους και, ενδεχομένως, το γονικό άγχος, σε ένα διαφορετικό βασίλειο.

Όλοι με τους οποίους μίλησα στην εταιρεία αναφέρθηκαν στον «μαθηματικό αλγόριθμο» που προσομοιώνει τα γονιδιώματα των εικονικών μου παιδιών. Για να καταλάβω τι κάνει ο αλγόριθμος, ρώτησα τον Lee Silver: γιατί θα ήταν καλύτερο από το να κοιτάζουμε τα γονίδια και των δύο γονέων για τυχόν υπολειπόμενες μεταλλάξεις που εμπλέκονται σε ασθένειες; Σε τελική ανάλυση, η βασική γενετική επιστήμη μας λέει ότι αν συλλάβω ένα παιδί με έναν σύντροφο που θα έφερε επίσης ένα αντίγραφο του γονιδίου Canavan, το παιδί μας θα είχε 25 τοις εκατό πιθανότητα να πάσχει από την ασθένεια.

Ο ADD του Silver μας οδηγεί σε μια άγρια ​​εφαπτομένη που περιπλανιέται στην ιστορία της κατανόησής μας για το DNA, πώς ποτέ δεν πίστευε ότι η κλωνοποίηση ήταν δυνατή, αλλά τότε όταν γεννήθηκε η Dolly the πρόβατα, συνειδητοποίησε ότι η βιολογία είχε λιγότερους σκληρούς και γρήγορους κανόνες από αυτόν σκέψη. Και μία από τις υποθέσεις που πιστεύει ότι πρέπει τώρα να ανατραπεί είναι η ιδέα ότι οι μεταβολές στα γονίδια είναι εντελώς δυαδικές: είτε καλοήθεις είτε αιτίες ασθένειας. Με πολλές παραλλαγές, η αλήθεια μπορεί να είναι κάπου στη μέση. Μερικές φορές μια μετάλλαξη αναγκάζει το σώμα να παράγει πολύ λίγη βασική πρωτεΐνη. Αλλά αν αυτό το έλλειμμα πρωτεΐνης προκαλεί μια ασθένεια μπορεί να εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των άλλων μεταλλάξεων στο γονιδίωμα.

Μια μελέτη του 2012 με επικεφαλής τους επιστήμονες στο Wellcome Trust Sanger Institute διαπίστωσε ότι κάθε άτομο έχει κατά μέσο όρο 400 γενετικά ελαττώματα - πολλά από τα οποία δεν προκαλούν προβλήματα. (Επιπλέον, οι άνθρωποι έχουν επίσης «επιγενετικές» παραλλαγές, οι οποίες είναι αλλαγές στον τρόπο και το πότε ενεργοποιούνται τα γονίδια ή «εκφράζονται».) Επειδή ορισμένες κληρονομικές μεταλλάξεις προκαλούν ασθένεια στα παιδιά μόνο σε συνδυασμό με ορισμένα σφάλματα σε ένα δεύτερο αντίγραφο του το γονίδιο, ο Silver πίστευε ότι το παράδειγμα διαλογής φορέα ήταν συχνά πολύ απλοϊκό. Δεν ήταν αρκετό να κοιτάξουμε απλώς τη γονιδιακή αλληλουχία ενός γονέα και μετά την άλλη και να συγκρίνουμε αν είχαν τις ίδιες παραλλαγές που μελετήθηκαν συνήθως.

Αντίθετα, η GenePeeks χρησιμοποιεί τη μέθοδο Monte Carlo, ένα μοντέλο πιθανότητας, για να εξετάσει 1.000 πιθανούς συνδυασμούς των εξόδων των δύο γονέων. Οι λεπτότητες αυτών των συνδυασμών, λέει ο Silver, θα είναι διδακτικές.

Προσφέρει ένα παράδειγμα. Ο τυπικός έλεγχος του φορέα έδειξε ότι δύο γονείς που έκαναν μετάλλαξη στο γονίδιο BTD ήταν πιθανό να έχουν ένα μωρό με μεταβολική νόσο που ονομάζεται ανεπάρκεια βιοτινιδάσης. Τα άτομα με αυτήν την ασθένεια δεν μπορούν να ανακυκλώσουν τη βιοτίνη, μία από τις βιταμίνες Β. Ο αλγόριθμος GenePeeks έδειξε, ωστόσο, ότι λόγω των συγκεκριμένων παραλλαγών BTD που είχε κάθε γονέας, οι εικονικοί απόγονοί τους στην πραγματικότητα θα είχαν κάνει περισσότερο από το 50 τοις εκατό του φυσιολογικού επιπέδου της πρωτεΐνης - αρκετά για να αποφευχθεί η ασθένεια. «Οι παραλλαγές σε ένα γονίδιο δεν είναι ασπρόμαυρες», λέει ο Silver. «Ο πραγματικός κόσμος είναι συνέχεια».

Για υπολειπόμενες ασθένειες ενός γονιδίου όπως το Canavan, το GenePeeks θα μπορούσε να διευθετήσει τα πράγματα χωρίς να δημιουργήσει 1.000 εικονικούς απογόνους. Αλλά η εταιρεία ετοιμάζεται για ένα μέλλον στο οποίο μπορεί να μυρίζει πιο πολύπλοκες διαταραχές, όπως ο αυτισμός, που προκύπτουν από μεταλλάξεις σε περισσότερα από ένα γονίδια. Το GenePeeks θα χρειαστεί περισσότερους συνδυασμούς για να προβλέψει την πιθανότητα αυτών των προβλημάτων.

Προς το παρόν, επικεντρώνεται στην απόδειξη ότι οι προσομοιώσεις της αποδίδουν ακριβέστερες προβλέψεις σε υπολειπόμενες ασθένειες ενός γονιδίου. Πέρυσι, η GenePeeks διεξήγαγε μελέτη με την Reproductive Medicine Associates, μια κλινική γονιμότητας στη Νέα Υόρκη. Συγκρίνουν τον συμβατικό έλεγχο φορέα 308 ζευγαριών δωρητών ωαρίων και γονέων αρσενικών συμμετεχόντων με ανάλυση GenePeeks των ίδιων ανθρώπων. Η μελέτη, η οποία δεν έχει ακόμη δημοσιευτεί, ανέφερε ότι οι παραδοσιακές δοκιμές βρήκαν δύο σύνολα δωρητών και παραληπτών σε κίνδυνο και ο αλγόριθμος GenePeeks βρήκε 11. Για παράδειγμα, σε ένα από τα 308 ζευγάρια, ο συμβατικός έλεγχος φορέα βρήκε έναν γονέα ως φορέα για το σύνδρομο Smith-Lemli-Opitz, μια σοβαρή αναπτυξιακή διαταραχή. Αυτός ο γονέας έφερε την πιο κοινή βλαβερή παραλλαγή, γνωστή ως αλληλόμορφο, του γονιδίου που εμπλέκεται στη διαταραχή. Αλλά επειδή δεν βρέθηκε τίποτα προβληματικό στον άλλο γονέα, ο αγώνας δεν επισημάνθηκε ότι κινδυνεύει να δημιουργήσει ένα παιδί με τον Smith-Lemli-Opitz.

Ωστόσο, σε αυτόν τον άλλο γονέα, ο αλγόριθμος GenePeeks επισήμανε μια παραλλαγή που δεν είχε χαρακτηριστεί ποτέ στη δημόσια βιβλιογραφία, που είναι γνωστή ως «παραλλαγή άγνωστης σημασίας». Ένας άλλος τρόπος να το πούμε αυτό είναι ότι ο αλγόριθμος έχει λάθος στην πλευρά του «καλύτερα ασφαλές από το συγγνώμη». Η παραλλαγή «μπορεί να μην είναι όπλο καπνίσματος που θα είναι καταστροφικό», αναγνωρίζει ο Λι.

Το γεγονός ότι ο αλγόριθμος GenePeeks εντοπίζει νέες και δυνητικά οριακές παραλλαγές είναι πιθανώς καλό για το μέλλον της επιστημονικής κατανόησης. Αλλά μπορεί να μην είναι καλό για ανήσυχους, τελειομανείς γονείς. Αναρωτιόμουν ακόμη περισσότερο αν το τεστ GenePeeks θα έπαιρνε κάτι άλλο μέσα μου, κάτι «άγνωστης σημασίας» που σχετίζεται με την ασθένεια Canavan.

Το τμήμα αναπαραγωγικής γενετικής του Wapner της Columbia μου είπε ότι η αυξημένη ανησυχία μου είναι ακριβώς αυτό που κάνει το τεστ πουθενά έτοιμο για ευρεία κλινική εφαρμογή. (Το GenePeeks δεν θα αποκαλύψει ακριβώς πόσες κλινικές χρησιμοποιούν επί του παρόντος τον αλγόριθμο ή πόσους ασθενείς έχουν κάνει το τεστ.) Ο λόγος, λέει, είναι ότι επειδή οι περισσότερες από αυτές τις νέες παραλλαγές είναι πολύ σπάνιες και κανείς δεν ξέρει πραγματικά τι σημαίνουν . «Πιστεύω ότι ως επιστημονική προσπάθεια, είναι φανταστικό», λέει. «Υπάρχει όμως ένα μεγάλο επιχείρημα, ότι παραλλαγές άγνωστης σημασίας δεν πρέπει να αναφέρονται σε μια οικογένεια ή να χρησιμοποιούνται στην παροχή συμβουλών, επειδή δεν υπάρχει οριστική απάντηση».

Οι ασημένιοι μετρητές που ακόμη και οι παραλλαγές που θεωρούνται άγνωστες δεν είναι απαραίτητα πλήρεις άγνωστοι. Ο αλγόριθμος GenePeeks βασίζεται σε δεδομένα από «δεκαετίες έρευνας από μοριακούς βιολόγους που έχουν αναπτύξει εργαλεία για να δουν νέες παραλλαγές και να προβλέψουν τα αποτελέσματά τους», λέει. «Αλλά η κλινική κοινότητα δεν τις έχει αποδεχτεί ακόμη».

Λίγες εβδομάδες μετά τη δοκιμή μου, έφτασε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, αναφέροντας ότι η ανάλυσή μου ολοκληρώθηκε. Κάνω κλικ στην αναφορά μου και διάβασα τις παρηγορητικές λέξεις «Το μελλοντικό παιδί σας δεν έχει αυξημένο κίνδυνο να κληρονομήσει ασθένεια». Στη συνέχεια, η λεπτή εκτύπωση: «Όπως και με οποιαδήποτε γενετική μέθοδο ελέγχου, αυτά τα αποτελέσματα δεν εγγυώνται τη γέννηση ενός υγιούς παιδιού».

Κάνοντας κλικ στην ανάλυση, περιμένω κατά το ήμισυ να δω μια ψηφιακή απόδοση των εικονικών μου απογόνων, αλλά αντ 'αυτού διάβασα ένα επίμονα μεγάλο υπολογιστικό φύλλο γονιδίων. Στην επάνω σειρά υπάρχουν στήλες με ονόματα όπως Αριθμός καλυμμένων βάσεων, παγκόσμια κλινική ευαισθησία, παγκόσμια κλινική ειδικότητα και αρνητική προγνωστική τιμή. Είναι λογικό ότι αυτό απαιτεί ερμηνεία από έναν γενετικό σύμβουλο.

Καλώ τη Regine Lim να με καθοδηγήσει στα αποτελέσματά μου. Εξηγεί ότι το υπολογιστικό φύλλο αποκαλύπτει πράγματα όπως το πόσο μεγάλο είναι κάθε γονίδιο, πόσο κοινό είναι κάθε παραλλαγή μου και την πιθανότητα να υπάρχουν ψευδώς θετικά αποτελέσματα. Όλα αρχίζουν να αισθάνονται σαν πολλές πληροφορίες που προκαλούν περισσότερες ερωτήσεις. Αναρωτιέμαι αν αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει το ίδιο άγχος, ή ακόμα περισσότερο, από το να κυλήσω τα ζάρια όπως και εγώ με τον γιο μου, με τις ελάχιστες συνιστώμενες δοκιμές.

Εάν αυτή η δοκιμή ήταν πραγματική και είχε αποκαλύψει την ασθένεια Canavan - ή μια παραλλαγή άγνωστης σημασίας - στον δότη μου, αυτές οι πληροφορίες θα άλλαζαν τα πράγματα. Θα διάλεγα απλώς έναν άλλο δωρητή.

Ένα παντρεμένο ζευγάρι δεν μπορεί να το αλλάξει ακριβώς έτσι. Ο Λι με στέλνει ένα παράδειγμα αναφοράς ενός ανώνυμου ζευγαριού του οποίου το μελλοντικό παιδί κινδύνευε λόγω μιας μετάλλαξης σε ένα γονίδιο γνωστό ως SMPD1. Εάν ταιριάζει με ένα άλλο μεταλλαγμένο αντίγραφο του γονιδίου από τον άλλο γονέα, μπορεί να οδηγήσει σε Niemann Pick Disease. Το NPD χαρακτηρίζεται από συσσώρευση λίπους και χοληστερόλης. Μπορεί να αναπτυχθεί κατά την παιδική ηλικία ή την ενήλικη ζωή και το άτομο συνήθως πεθαίνει εντός 10 ετών. Η πρόκληση με αυτήν την ασθένεια, εξηγεί ο Lim, είναι ότι μπορεί να είναι πολύ σοβαρή ή πολύ ήπια. Της ρωτώ πώς χειρίστηκε τη διάγνωση με τους γονείς. Εξηγεί ότι υπάρχουν αρκετά στοιχεία που υποδηλώνουν ότι οι μεταλλάξεις που εντοπίστηκαν στους εικονικούς απογόνους τους ήταν πολύ πιθανό να προκαλέσουν ασθένεια. «Αλλά είναι δύσκολο να προσδιοριστεί αν πρόκειται πραγματικά να είναι το πιο σοβαρό ή πιο ήπιο από τα δύο», τους είπε.

Η γνώση αυτών των πληροφοριών πριν από τη σύλληψη, ωστόσο, θα δώσει σε αυτό το ζευγάρι περισσότερες επιλογές. Μπορούν να περιστρέψουν τον τροχό της ρουλέτας και να προετοιμαστούν για ένα παιδί με την ασθένεια. Ή υπάρχει η πιο ακριβή επιλογή με κάτι κοντά σε ένα εγγυημένο υγιές αποτέλεσμα: θα μπορούσαν να συλλάβουν χρησιμοποιώντας γονιμοποίηση in-vitro, να ελέγξουν γενετικά τα έμβρυα και στη συνέχεια να επιλέξουν να εμφυτεύσουν ένα που δεν φέρει τη μετάλλαξη.

Αυτό το φάσμα επιλογών θα διευρυνθεί με άλλες προηγμένες τεχνολογίες αναπαραγωγής και από εκεί το GenePeeks θα μπορούσε να αρχίσει να ξεπερνά την προληπτική ιατρική και να αρχίσει να μοιάζει με το όραμα του Silver για τις γενετικές τάξεις, με ένα χάσμα μεταξύ εκείνων που έχουν την οικονομική δυνατότητα να έχουν πιο υγιή και κατά τα άλλα ενισχυμένα παιδιά και αυτοί που δεν μπορούν. Σε κάποιο σημείο, οι εικονικοί απόγονοι GenePeeks ενδέχεται να εμφανίζουν λιγότερο επιβλαβείς μεταλλάξεις - ας πούμε, για κάτι όπως κατάθλιψη ή ADD. Θα μπορούσε να υπάρξει ένα σενάριο στο οποίο ένας γενετικός σύμβουλος προσφέρει επεξεργασία γονιδίων στο συνδυασμό επιλογών, δίνοντας σε εκείνους που μπορούν να το αντέξουν έναν τρόπο να επιλέξουν χαρακτηριστικά που πιστεύουν ότι θα κάνουν τα παιδιά τους «καλύτερα».

«Αυτό που θα συμβεί είναι ότι θα ξεκινήσουμε με την εξάλειψη της κυστικής ίνωσης και της νόσου Tay-Sachs και όταν η τεχνολογία θα είναι διαθέσιμη θα αρχίσουμε να επιλέγουμε χαρακτηριστικά που δεν έχουν καμία σχέση με την ιατρική ή την ασθένεια», λέει η Marcy Darnovsky, εκτελεστικός διευθυντής του Κέντρου Γενετικής και Κοινωνίας.

Ίσως για όσους έχουν ιστορικό στην οικογένειά τους, η επιλογή θα είναι σαφής: να αλλάξουν τη γενετική τους μοίρα. Ίσως για τους πάντα ανήσυχους, θα δημιουργήσει μια χαλαρωτική αίσθηση ελέγχου. Αισθάνθηκα καλύτερα γνωρίζοντας σίγουρα ότι ο θεωρητικός δότης μου δεν είχε ασθένεια Canavan και ότι θα παρήγαγα ένα παιδί χωρίς υπολειπόμενη ασθένεια. Παραδόξως, μπορεί επίσης να έχει το αντίθετο αποτέλεσμα, ειδικά στην περίπτωση παραλλαγών άγνωστης σημασίας.

Ορισμένες οικογένειες μπορεί να επιλέξουν να πληρώσουν για ένα γενετικό τσιμπήμα για να συλλάβουν την ιδέα τους για το πιο τέλειο παιδί. Στο τέλος, αυτές οι βελτιώσεις ενδέχεται να απομακρύνουν τις φυσικές ασυνέπειες και τις γενετικές αποχρώσεις που ορίζουν την ανθρωπότητα. Μία επιλογή θα μπορούσε να διαγράψει ένα γονίδιο που θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει έναν καθηγητή και επιχειρηματία Πολύμαθου που έχει πληγεί από ADD.

Και πάλι, με μερικούς βασικούς τρόπους ίσως να μην καταλήξουμε σε διαφορετικό από ό, τι ήταν πάντα. Ο καθένας θα λάβει αποφάσεις σχετικά με τη γενετική βελτίωση σύμφωνα με τις δικές του αξίες, και μερικοί άνθρωποι, πλούσιοι ή φτωχοί, ενισχυμένοι ή με ειδικές ανάγκες, θα γίνουν εξαιρετικοί και άλλοι όχι. Όλοι έχουμε μεταλλάξεις και δεν υπάρχει το τέλειο μωρό.