Силиконовая долина
для геномики?

Не за горами день, когда в каком-то уголке планеты поселятся самые разные компании, институты, предприниматели и ученые, чтобы найти практическое применение многочисленным открытиям в области генома человека, свидетелями которых мы стали. Эта кластерная экосистема даст человечеству радикально новые методы диагностики и лечения самых различных заболеваний, а стране, которая будет ее родиной, — новые рабочие места и международный престиж. Все, что для этого нужно, умелый менеджмент и немного везения.

Но где именно может появиться такая «Силиконовая долина—2»? Все необходимое для нее есть у США, Великобритании и Канады. Мы можем лишь гадать, кто сделает первый шаг, но нельзя исключить, что это будет вообще какая-то другая страна или регион. Пока возможность остается открытой, однако стоит кому-то предпринять в этом направлении решительные действия, как тут же другие игроки окажутся в очень невыгодном положении.

У США уже есть неплохая платформа для подобного начинания: там активно пополняется генетическая база данных ветеранов вооруженных сил. Но прежде чем она станет эффективным инструментом диагностики и лечения и послужит источником инновационных идей и подходов, необходима большая работа.

Первые шаги

На полное воспроизведение генома человека потребовалось 17 лет и почти $4 млрд. Сейчас, спустя всего девять лет, расшифровка генома конкретного человека занимает всего несколько недель и обходится в $2000, а скоро это можно будет сделать вдвое быстрее и дешевле. За $1000 одна исландская компания определит вашу наследственную предрасположенность к 47 заболеваниям и индивидуальным особенностям от диабета до облысения по мужскому типу. Пекинский институт геномики скоро сможет расшифровывать 10 тысяч индивидуальных геномов в год. Врачи подошли к тому, чтобы систематически использовать эту информацию для лечения.

Расшифровки уже принесли пользу в диагностике и лечении различных заболеваний. Впервые диагноз на основе анализа ДНК был поставлен в 2009 году группой ученых Йельского университета под руководством Ричарда Лифтона: они установили генетическую причину особого вида диареи у 5-летнего пациента. Вооруженные этой информацией, врачи смогли справиться с заболеванием, назначив специальную диету. Другим открытием стало разделение рака молочной железы на разные генетические профили. Теперь врачи могут подбирать наиболее подходящий курс лечения. Экономическая отдача очевидна: вовремя принятые профилактические меры позволят сэкономить деньги пациентам, страховщикам и работодателям. По оценкам ученых, сектор геномной медицины может принести триллион долларов и миллионы новых рабочих мест.

В США в сегменте генетических тестов уже трудятся 116 тысяч человек, а его суммарный доход — $16,5 млрд. И все же мы пока очень далеки от того, чтобы в полной мере использовать информацию, закодированную в хромосомах. В рамках проекта «Геном человека» было выявлено 3 миллиарда пар оснований нуклеотидов ДНК, но прописанная последовательность воспроизводит контрольный, а не конк­ретно ваш геном. До сих пор анализ позволяет выявить лишь заболевания, вызванные мутацией одиночного гена, в то время как на долю этого типа приходится лишь 5% всех генетических болезней. Остальные заболевания связаны с программированием сразу нескольких генов или с взаимодействием генетических факторов и внешней среды.

Как создать геномные кластеры

Чтобы широко применять открытия на практике, необходимы серьезные шаги по развитию биоинформационных технологий. И здесь на авансцену выходят кластеры, впервые описанные профессором Гарвардской бизнес-школы Майклом Портером. Обычно они появляются, когда какому-то сектору экономики для развития требуются высокоспециализированные знания и навыки сразу нескольких профилей. В XIX веке джутовая промышленность бы­ла сконцентрирована вокруг города Дан­ди в Шотландии. Город Сурат в Индии — мировой центр по огранке алмазов. В Китае, в городе Дунгуань, сосредото­чено производство электроники.

Геномный кластер должен объединить транснациональные корпорации и НИИ, ученых и студентов, инвесторов и стартапы, которые еще только предстоит придумать. Биотехнологии во многом развиваются благодаря интернету, но место будущего кластера имеет принципиальное значение. Доказано, что если где-то концетрируются много специалистов, работающих над одной проблемой, шансы на ее быстрое решение повышаются. Люди постоянно встречаются в неформальной обстановке, обсуждают работу, обмениваются идеями. Дух сотрудничества и вдохновение чаще посещают нас на грешной земле, а не в виртуальном «облаке». Государства давно убедились в привлекательности кластеров, создающих новые рабочие места и оказывающих стимулирующий эффект на экономический рост. Однако точного рецепта их создания никто не знает. Нет проверенных временем данных о том, каков их жизненный цикл. Взять хотя бы месторасположение. Некоторые кластеры расположены логично (например, столица американского автопрома Детройт находится неподалеку от сталелитейных заводов), другие возникли в неожиданных географических точках. Софтверный кластер вряд ли расположился бы вблизи Сиэтла, если бы в этом городе не родился Билл Гейтс. Однако, похоже, есть один важный фактор появления кластера — это поддержка государства. Своим успешным ростом кинопромышленность Ванкувера, в которой занято более 50 тысяч человек и которая ежегодно приносит более $1 млрд в бюджет Британской Колумбии, во многом обязана налоговым льготам и другим видам господдержки.

Но финансовые стимулы — далеко не все. Государство может помочь развитию кластеров, обеспечив инфраструктуру, генерируя спрос на продукцию и создавая каналы распространения новых знаний. В геномике наиболее ценной господдержкой является предоставление надежного и доступного источника информации. По мере того, как стоимость секвенирования будет падать, а анализ ДНК применяться все шире, объем геномной информации будет расти. Если данные представить в виде, пригодном для обмена, ученые смогут докопаться до глубинных причин, вызывающих тяжелые генетические заболевания. Сейчас у отдельных ученых и НИИ нет стимула, чтобы создавать банки данных, доступные для остальных. Им важны собственные публикации или получение патента на свои изобретения, будь то новая технология или даже живой организм. И здесь свое веское слово должно сказать государство.

Создание базы данных

По-настоящему ценная база данных должна включать не только результаты анализа ДНК, но и сведения о вспышках заболеваний, семейный анамнез пациентов и данные об экологической ситуации, в которой те находились. В идеале и сведения об их питании и образе жизни: их можно получить, собирая чеки в супермаркетах. С недавних пор Департамент по делам ветеранов США начал привлекать отставников к сдаче образцов крови и собирать информацию об их образе жизни для программы «Миллион ветеранов».

Правительство рассчитывает в ближайшие пять-семь лет охватить миллион человек — каждого пятого из ветеранов вооруженных сил. Цель: помочь ученым понять, как гены влияют на здоровье. Создание геномной базы данных по миллиону человек потребует нескольких миллиардов долларов. Государства и организации в разных точках планеты способствуют формированию серьезных геномных баз данных. К примеру, правительство Исландии помогло создать национальный геномный банк данных, куда поступают сведения из традиционно ведущихся в этой стране (в отличие от других) подробных семейных анамнезов. В США Национальный центр биотехнологической информации выкладывает данные, полученные в рамках проекта «Геном человека», на открытом веб-сайте.

Управление по борьбе с раком Британской Колумбии, Университет Минетобы, Кембриджский научно-исследовательский институт в Велико­британии и многие другие участвуют в совместном исследовательском проекте по изучению рака молочной железы. Цель проекта стоимостью в $4,5 млн — собрать генную информацию, нужную создателям препаратов.

Конечно, геномный кластер — это не только база данных. Государство должно поддержать исследования, научные парки, медицинские учреждения и прочее. У США есть опыт создания динамичных кластеров, однако в последние годы некоторые из них сходят на нет.

Мы стали свидетелями того, что производители электронных микросхем переместились на Тайвань или в Китай. Если Америка решит заложить базу для формирования геномного кластера, она сможет разом убить двух зайцев: получить новую отрасль, которая задаст курс медицине, и поправить экономическое положение в стране.