À l'intérieur de la dernière production du pionnier de la génomique Craig Venter

Chez Human Longevity Inc. (HLI) à La Jolla, en Californie, plus de deux douzaines de machines fonctionnent 24 heures sur 24, séquençant un génome humain toutes les 15 minutes pour un coût inférieur à 2 000 dollars par génome. L'ensemble de l'opération tient confortablement dans trois pièces. En 2000, lorsque son fondateur, J. Craig Venter, a séquencé pour la première fois un génome humain (le sien), cela a coûté 100 millions de dollars et il a fallu neuf mois pour terminer un ordinateur de 50 millions de dollars.

L'objectif de Venter est de séquencer au moins un million de génomes, ce qui semble devoir prendre la majeure partie d'une décennie, et d'utiliser les données générées à partir de ceux-ci, ainsi que des informations sur certains des antécédents médicaux des donneurs d'ADN et les résultats d'autres examens médicaux. tests – pour trouver de meilleures façons de traiter et de prévenir une gamme de troubles courants chez les personnes vieillissantes, du cancer aux maladies cardiaques.

Venter, 69 ans, a levé 300 millions de dollars auprès d'investisseurs tels que GE Ventures, la société de biotechnologie Celgene et Illumina, qui fournit les machines de séquençage. Et HLI a des partenariats avec le géant pharmaceutique britannique AstraZeneca et Genentech, filiale de Roche basée à South San Francisco, qui fournissent tous deux des échantillons de patients pour le séquençage.

Illustration par Rebecca Clarke

Assis derrière son bureau dans son bureau à deux étages au-dessus du laboratoire de séquençage, son caniche rouge Darwin dormant tranquillement à ses pieds, Venter a extrait des images sur son ordinateur qui montrent comment, dans une première expérience, les scientifiques de HLI ont pu séquencer les génomes de 1 000 personnes, puis reconstruire leurs visages uniquement sur la base des données génétiques. Nous pouvons prédire votre visage, votre taille, votre indice de masse corporelle, la couleur de vos yeux, la couleur et la texture de vos cheveux, dit-il, émerveillé de voir à quel point l'un des visages reconstruits correspond à la photo du participant à l'étude.

Mais Venter dit que la capacité de faire des visages à partir des génomes ne fait que faire allusion à la pleine puissance de la génétique. Qu'il s'agisse de la forme de votre visage, d'une aorte [malade] ou d'un rétrécissement de votre moelle épinière, nous voulons le mesurer afin de pouvoir prédire ces conditions à l'avenir à partir du code génétique, dit-il.

La compréhension de la génomique en est encore à ses balbutiements, ce qui limite la capacité d'établir des liens solides entre les gènes et les maladies. Même les gènes bien caractérisés ne conduisent pas toujours les chercheurs à des percées médicales. Par exemple, Venter a découvert qu'il avait une variante favorable dans un gène appelé CETP (protéine de transfert des esters de cholestérol) qui était auparavant associée à des taux de cholestérol naturellement sains et, par extension, à un risque moindre de crises cardiaques et d'accidents vasculaires cérébraux. Au début des années 2000, plusieurs sociétés pharmaceutiques ont essayé de développer des médicaments pour réduire les taux de mauvais cholestérol en ciblant une variante délétère du gène qui entraîne des taux élevés de mauvais cholestérol. Ils ont tous échoué.

Ce que cela prouve, c'est que les corrélations simples ne fonctionnent pas toujours. Tout le domaine apprend qu'il y a de la complexité avec cela, dit-il.

300 millions de dollars

Capital de risque investi dans Venteru2019s Human Longevity Inc.

Venter embrasse la complexité, affirmant que la combinaison d'informations génomiques avec d'autres données sur la santé débloquera ces liens. Dans le cadre de l'accord avec AstraZeneca, la société pharmaceutique partagera 500 000 échantillons d'ADN anonymes de patients dans ses essais cliniques avec HLI, qui séquencera et analysera l'ADN des patients. La technologie nous permet de lire chaque lettre du génome, mais la capacité de détecter des différences de séquence entre des centaines de milliers de patients aura un impact énorme sur la compréhension à la fois de la maladie et de la réponse aux médicaments, déclare Ruth March, qui dirige l'initiative de la société pharmaceutique sur la personnalisation médecine et biomarqueurs. HLI dispose de la technologie pour repérer des modèles dans les données et s'appuyer sur eux, plutôt que de simplement regarder des gènes aléatoires.

Pour comprendre l'importance pour la santé de chacun des quelque 20 000 gènes du génome humain, les scientifiques doivent comparer les données génétiques avec d'autres informations sur les mêmes personnes : des données révélant comment leurs gènes sont affectés par des facteurs et des comportements environnementaux, des enregistrements montrant comment ils ont répondu aux médicaments, aux images IRM et à d'autres résultats de tests médicaux, et plus encore. Selon Venter, ce n'est qu'en découvrant des modèles parmi ces points de données que HLI obtiendra des informations que les médecins pourront utiliser pour pratiquer la médecine de précision, en adaptant les choix de traitement à la constitution génétique exacte de chaque patient.

Corréler des pétaoctets de données génétiques avec des conditions de santé spécifiques, puis rechercher des modèles parmi le million d'individus dont les génomes sont collectés par HLI est un énorme défi informatique. Venter a donc embauché Franz Och, l'ancien chef de la traduction automatique de Google, qui est surtout connu pour avoir dirigé le développement de Google Translate, un logiciel qui traduit n'importe quel site Web dans le monde en anglais aussi rapidement que n'importe quelle personne multilingue.

Le défi, dit Och, est de corréler les conditions de santé aux 6,4 milliards de lettres qui composent le code génétique. Ce code peut être considéré comme une langue, les images IRM comme une autre langue, et ainsi de suite.

Par exemple, chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, l'hippocampe rétrécit souvent des années avant qu'elles ne développent des symptômes. L'utilisation de l'apprentissage automatique pour comparer des génomes complets avec des images cérébrales pourrait découvrir des variations génétiques liées au risque d'Alzheimer. Cela pourrait alors donner des cibles pour de nouveaux médicaments ou des dispositifs de détection précoce. Ou, dit Och, cela pourrait révéler pourquoi certaines personnes présentant certains facteurs de risque génétiques connus ne tombent pas malades. Il pourrait y avoir d'autres changements génétiques protecteurs, dit-il.

Qu'il s'agisse de la forme de votre visage... ou d'un rétrécissement de votre moelle épinière, nous voulons le mesurer afin de pouvoir prédire ces conditions.

L'un des principaux objectifs de HLI est de fabriquer des vaccins contre le cancer adaptés à la constitution génétique des patients et à celle de leur cancer particulier. L'idée serait de traiter d'abord les patients, de séquencer leurs tumeurs ainsi que leurs génomes entiers, puis de leur donner un vaccin qui empêcherait leur maladie de revenir, explique Ken Bloom, président de HLI et responsable de son initiative d'oncologie. Cela amorcerait le système immunitaire et le préparerait à un autre assaut du cancer, afin qu'il ne se reproduise pas, explique Bloom.

Venter envisage un jour où nous pourrons tous faire séquencer nos génomes et les utiliser pour améliorer nos soins de santé. Il a lancé un prototype de ce modèle en octobre 2015, appelé Health Nucleus. Les patients passent une journée au siège de la société à La Jolla, pour faire séquencer leur génome et subir des tests médicaux. Les clients de Health Nucleus, qui paient 25 000 $ pour le service, commencent leur journée dans une suite privée, agrémentée de fauteuils en cuir, discutant de leurs antécédents familiaux avec un médecin du personnel pendant 90 minutes et faisant prélever des échantillons de sang. Ensuite, ils sont soumis à une batterie de tests d'imagerie de haute technologie qui ne sont généralement pas prescrits aux personnes en bonne santé, tels que les IRM du corps entier et l'échocardiographie 4D, qui prend des images horodatées reflétant la forme complète du cœur. heures supplémentaires. Ils rentrent chez eux avec un appareil de la taille d'un pansement sur la poitrine qui mesure leur rythme cardiaque pendant deux semaines. Tous les clients ont accès à une application mobile, où ils peuvent cliquer sur un avatar 3D d'eux-mêmes pour savoir lesquels de leurs gènes sont en corrélation avec des problèmes de santé potentiels qui pourraient affecter leur cœur, leur cerveau et d'autres organes vitaux. Environ 220 patients se sont inscrits à ce jour.

Cette approche a soulevé une foule de dilemmes éthiques et sociétaux, explique Arthur Caplan, professeur de bioéthique au Langone Medical Center de l'Université de New York, qui connaît Venter depuis de nombreuses années et a déjà travaillé comme conseiller dans l'une de ses entreprises. Qui va payer pour tous ces tests et cette médecine personnalisée ? Est-ce que ça vaut même l'argent? Caplan souligne que quiconque souhaite aujourd'hui le séquençage du génome doit payer de sa poche, car les compagnies d'assurance remboursent rarement les patients pour les tests génétiques ou les conseils. Donc, pour l'instant, au moins, il existe une disparité économique dans l'accès à ces régimes de santé hautement personnalisés. Seuls les riches peuvent payer actuellement pour le séquençage du génome, dit Caplan.

C'est peut-être vrai pour le moment, mais Venter a embauché des actuaires pour aider à prouver l'économie de l'approche personnalisée de HLI, dans l'espoir d'impliquer les compagnies d'assurance. Même si cela coûte 25 000 $ par patient, dit-il, cela vaut de dépenser des centaines de milliers de dollars en chimiothérapie et autres traitements qui, en fin de compte, ne sauveront pas des vies. Donc 25 000 $ contre des centaines de milliers de dollars, 40 ans à vivre contre deux ans à vivre, dit-il. Combien de ces cas avez-vous besoin pour dire qu'il est plus économique de prévenir la maladie plutôt que de simplement la traiter ?

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