השונות הנורמלית

לפני כעשור הושלם פרויקט הגנום האנושי (HUMAN GENOME PROJECT) ופורסמה הגרסה הראשונה של הרצף המלא של הדנ"א של האדם. מיד לאחר שהושלם הפרויקט הבינה הקהילה המדעית כי רצף זה לא מייצג למעשה את כלל האוכלוסייה בעולם. מדוע? כיוון שאנו כפרטים שונים זה מזה, וחלק מהשונות הזו נקבעת ברצף הגנטי שלנו.

לפיכך החלו בכמה פרויקטים גדולים בעולם לנסות ולמפות את השונות הזו. אחד הפרויקטים הגדולים היה פרויקט אלף הגנומים (1000 HUMAN GENOME PROJECT) שבו ריצפו באופן מלא את הגנומים של אלף אנשים מרחבי העולם. פרויקט זה הושלם לפני כשנתיים, אך מיד עם סיומו הבינה הקהילה המדעית כי גם אלף אנשים אלו אינם מייצגים באמת את כל השונות הקיימת בין פרטים שונים בעולם.

המטרה בפרויקטים הללו הייתה כמובן להבין מהו הרצף ה"תקין" או ה"נורמלי", כדי שאפשר יהיה לדעת אילו שינויים ברצף הם גורמי מחלה ואילו שינויים ברצף הם שפירים. הבנה זו טרם הושגה במלואה, אך לאחר שנים אחדות של ריצוף לאלפי אנשים ממוצאים שונים התקבלו מסקנות חשובות, ולאחרונה אף פותחו חידושים חשובים.

ראשית פותחה טכנולוגיה המאפשרת לבצע בתוך זמן קצר יחסית (ימים) ריצוף מלא של הגנום של אדם אחד – אותו הפרט שבו אנו מתעניינים ומנסים להבין את הגורם למחלתו. טכנולוגיה זו קרויה ריצוף מהדור החדש (NEXT GENERATION SEQUENCING). ריצוף זה מבוצע במכשירים ייעודיים, ומאפשר הרצה של דוגמאות רבות יחד בפרק זמן קצוב.

פיתוח נוסף הוא אלגוריתמים מתמטיים המאפשרים להשוות בין הרצף הגנומי של הפרט שריצפנו ובין פרטים רבים שרוצפו בעבר במעבדה מקומית אחת או במעבדות ראשיות בעולם. אין מדובר בעניין של מה בכך, כיוון שהרצף הגנומי של האדם מסתכם בכמה ביליוני אותיות (הקרויות בסיסים), ואת כולן יש להשוות לאלפי דגימות אחרות כדי לדעת להפריד בין העיקר לטפל – בין מה שחשוב מבחינת המחלה של המטופל לבין מה ששולי. חשוב להבין כי כדי לנתח את הגנום של מטופל יהודי ממוצא אשכנזי עלינו להשוותו לאלף יהודים ממוצא דומה. כך נוכל לדעת מהי השונות הנורמלית, או מהם האתרים בריצוף שבהם יהודי ממוצא אשכנזי שונה מפרט אחר בעולם ממוצא סיני או אפריקאי והדבר אינו גורם למחלה, לעומת אתרים ששינוי בהם יכול להסביר את המחלה שממנה הוא סובל.

בארץ ובעולם נעשים כעת מאמצים גדולים לפתח את השיטות של ריצוף כלל גנומי ואת ניתוח הנתונים המושכל, כך שיאפשרו לאבחן מחלות גנטיות בזמן קצר יחסית. במחקרים שפורסמו בשנה האחרונה מופיעות אפשרויות לניתוח חלקי של המידע אף בטווח של שעות. ככל שיקוצרו זמני הפענוח, אפשר יהיה למשל לאבחן מחלות גנטיות של ילודים המאושפזים במחלקת טיפול נמרץ, ולטפל בהם באופן ייעודי ומושכל עוד לפני שמחלתם תגרום נזק בלתי הפיך למוחם.

כך שהתשובה לשאלה "האם כיום אפשר לרצף את הגנום שלי?" היא: טכנית – כן, אבל זה לא מספיק. האתגר האמתי העומד בפנינו היום הוא להבין את משמעות הרצף הזה באמצעות השוואה לרצף "תקין", וחשוב לזכור שכיום ברור שאין רק רצף אחד שהוא "תקין" וישנן הרבה אפשרויות שהן "נורמליות".

רק כשנדע מהי ה"שונות הנורמלית" נוכל לדעת מהו החריג ומהו גורם מחלה. בהתאם לכך נוכל להגיע בעתיד לאבחנה מוקדמת ואולי אף לתרופות ממוקדות למחלות גנטיות.