Aaron Ciechanover (2015) - The Revolution of Personalized Medicine: Are We Going to Cure all Diseases and at What Price?

Many important drugs such as penicillin, aspirin, or digitalis, were discovered by serendipity - some by curious researchers who accidentally noted a "strange" phenomenon, and some by isolation of active ingredients form plants known for centuries to have a specific therapeutic effect

Good morning. I'm not going to tell you about the ubiquitin system, you might better hear the lecture of Avram. So in order to avoid duplication I'll tell you on something else, which is the revolution of personalized medicine. Mostly its historical roots and bioethical implications which are extremely interesting. So where are we? We are here. So as you can see, people are dreaming to cure all diseases. The question is whether this dream is realistic. And if we are thinking of it in the terms of the previous century, in the 1900, people didn't die of cancer. The reason was that they didn't live long enough to get cancer, because cancer is a bonafide age-related disease. People didn't get Alzheimer's or Parkinson's, again, because these are age-related diseases. So with the marvels of the 20th century with antibiotics, and vaccination, and imaging, and development of medicine, and science and technology, we have extended our life span for an average of 50 or 55, to around 80 or 85, which is amazing. If you think about it, the old Greeks, and the old Egyptians, 4,000 years ago, lived on the average 25 to 30 years. It took about 4,000 years without any significant step that we can point to, to extend lifespan by about 20 years, from 25, 30 to 50, and then within one century, actually it was in a half of a century, we extended the lifespan from 50, 55 to about 80, 85, and we can pinpoint what happened. So again, it's vaccination, antibiotics, and medicine, and imaging, and understanding diet, and the sewage system, and so on and so forth. So there are many factors that contributed to it. And with it, we're also paying a price for this launch, and the price are those degenerative diseases, this whole set of diseases. Whether it's slow degenerative diseases, or vascular diseases, or cancer. These are all degenerative diseases when the systems, the body systems cannot compromise any more with external stress or any other stress, and they kind of surrender. So whether in the future is lifespan still extended, and we are still uphill, and we believe that people that are being born today will live maybe 10 or more years longer than we do. We may experience new diseases that are not on the surface yet, though people believe that we are more or less seeing the horizon of the extent of diseases. Not the treatment, not the cure, but at least the extent, but really, nobody knows. If we think of where medicine is going today, medicine is going in mostly three directions. One direction that I'm going to talk about is the classical direction, is drugs, development of new drugs, and we'll talk about it in a minute. Another direction is devices. We're kind of not thinking of it, but if we think about the last 20 or 30 years and the big achievements of medicine, those are devices. Think about imaging, think about CAT scan, think about MRI, functional MRI, we can now follow the activities in the brain. We can give a problem to solve to a man and a woman and see, during the process of solving the problem, what areas in the brain are lighted up, and the difference in the thinking process. So it's really marvellous. We heard the lecture, two days ago on entering the brain via imaging, and seeing really the actual activities of the brain. So imaging, but it's not only imaging, it's organ, it's joint replacement, it's stents, it's valve replacement in the heart. So devices is one direction, and that has to do with engineering, mostly with engineering. Another direction is regenerative medicine. So it can be either to regenerate the whole tissue or stem cells. We are taking a tissue that was degenerated, you know, if we are talking about Parkinson's disease, the substantia nigra pars compacta cells in the brain. And we are able to take either adult cells and reprogram them. Or we can take embryonic cells and program them, a priori to differentiate to the desired cells. And it can be for treatment of various diseases, from Parkinson's to diabetes. We hope we shall be able to generate Langerhans islet cells that will be sensitive to glucose level and secrete insulin accordingly and to cure diabetes, and so on and so forth. So this is another direction. So one direction is devices, another direction is regenerative medicine. The third direction, as I mentioned at the beginning, is drug development. So let's talk a little bit about drug development. In the drug development, we can think of about three revolutions, or we can divide it into three time windows. The first time window is the era of incidental discoveries. People didn't really look into what they found at the end, but it happened that they found probably the most useful and impactful drugs that we know in the pharmacopoeia. Think about aspirin. Aspirin actually was known for 4,000 years, it was known to the old Egyptians from the willow barks that grew along the banks of the Nile river. When they chewed the leaves of the willow, it tasted very bitter, but the Egyptians noted that this extract has a pain alleviating characteristic. So it could alleviate pain, it took 4,000 years, to the 19th century, for Charles Gerhardt, and Buchner, and others, to purify the active ingredient, which was salicin. Then it took Eichengrün, and Felix Hoffmann, that you can see there at the top, to acetylate it. The acetylation was necessary in order to remove the bitterness, but not to affect the pain alleviating characteristic of aspirin. Now, what is aspirin? You probably think that aspirin is used rarely nowadays in order to reduce pain, and to reduce fever, and so on. Actually, aspirin is the drug that has been used the most out of all the drugs that have ever been produced by the pharmacopoeia. The current annual usage of aspirin is 70 tonne metric of the drug in the world. And actually the utilization of aspirin is being increased as we are talking. The initial use of aspirin was for inflammatory diseases. The first use was for rheumatic arthritis, you see the patient there. I don't have, or, there is one, wonderful. There is a laser pointer here. You can see here the inflamed joints. It was used actually by Felix Hoffmann to treat his father that contracted rheumatic arthritis, which is a debilitating inflammatory disease in which patients are suffering severe pain and inflammation of the joints. They cannot button up, they cannot cut the food, they cannot dry themselves after a shower, basically they're paralyzed. It's a very severe disease, and he wanted to alleviate the symptoms, the pain, from his father. He synthesized acetylsalicylic acid in his basement, gave it to his father, and low and behold, not only the fever and the pain went away, but also the inflammation went away. So he surmised that he discovered not only an anti-fever drug, but also an anti-inflammatory drug. The mechanism was discovered much later on. It inhibits the synthesis of inflammatory mediators like interleukins, but I don't want to go into it. But what happened later, it was discovered that there is a linkage between chronic inflammation and cancer. So people that are suffering chronic inflammation, even subclinical chronic inflammation, that they don't notice, even, that they are inflamed, it can be breast cancer, or bowel inflammatory disease, develop along the years, following many years of chronic inflammation, they develop cancer. People surmised that if they will suppress the inflammatory response, they will, in the long-term, prevent cancer, which turned out to be true. And aspirin is being taken these days by millions of people worldwide, as a chemopreventive drug to prevent cancer. Mostly colorectal carcinoma, which is one of the most common malignancies, both in men and in women. Then another connection to aspirin was discovered that aspirin is an anticoagulant, it can prevent blood coagulation. So, another cohort of millions of people joined the crowd, and those are the people that suffered heart attack. And as you know, heart attack is coagulation of blood in the coronary arteries, the arteries that lead blood to the heart muscle itself. Here you can see, it's not President Clinton, it's somebody else that suffers a heart attack. People that had suffered from heart attacks are put on anticoagulant, and in most cases, some aspirin, or aspirin alikes. You can imagine that between prevention of cancer, and prevention of a second heart attack, we are talking millions and millions of people that joined the crowd in using aspirin. And the development of aspirin cost nothing, it's an old Egyptian discovery that just improved a long time, so it was completely coincidental. Another coincidental drug is penicillin. I will not go into details, it's Sir Alexander Fleming, and later on Sir Ernst Chain, and Howard Florey. Alexander Fleming was a British microbiologist. He grew bacteria over a dish. Here you can see the smear of the bacteria. And he forgot, simply forgot, a petri dish over the bench for several days. When he came back, a spore of fungus that was in the air fell on the rich nutrient agar, and grew to generate a colony. You see here the white colony in the middle of the fungus. Typically, what I would have done, if I would have seen it in the lab, I would have taken the dish and just trashed it, because it's contaminated. But Alexander Fleming did not trash it, and what he noticed, he noted that there is a halo. There is no pointer, okay. So you will use your imagination. If you look at the white spot, you will see that around it there is a halo to which bacteria don't grow. They don't reach all the way to the border of the colony. He surmised that the colony of the fungus secretes a material that he called anti-bios, against life, therefore the name antibiotics. The fungus secretes it in order to protect itself from the bacteria from coming close. This opened the whole field, it took 10 more years for Sir Ernst Chain and Howard Florey to purify the active ingredient, which turned out to be penicillin. Penicillin was already used in World War II, and saved the lives of hundreds of thousands of patients, and then later on. But it also gave the idea to people that other fungii may secrete other antibacterial agents. Selman Waksman found streptomycin, and so on and so forth, and there became an avalanche. Now we can synthesize them, we don't need the bacteria anymore. It opened the whole field, and again, serendipity. So we are talking about drug development, complete serendipity. The second era is the era of screening. We are still in the era of screening. We'll go quickly through it, I bring you one example. Chemistry brought us many chemical compounds, millions of compounds are available in libraries that belong to families. People said now we have also disease models, we can imitate cancer or cholesterol accumulating cells in tissue culture. We have millions of compounds, let's match the two, and let's just screen. So we shall take, without understanding the mechanism, without having any mechanism in mind, we shall take millions of compounds, automate it, and throw one by one by one by one by one over the disease model that we have, and see whether one can prevent whatever phenomenon we are studying. And indeed many very useful drugs were developed by just what I call brute force screening. One of them is a very famous drug, it's statins. Statins are cholesterol biosynthesis inhibitors. Again, the drug is a very useful drug, and it's being sold, unlike penicillin, that the patent expired, and unlike aspirin, that never was patented. The last year's sales of statins were 40 billion dollars, 4.0^9 dollars. It's a huge, it's probably the number one blockbuster in the pharmacopoeia market. Statins were first discovered by Akira Endo, a Japanese pharmacist. They decided to set the model for cells that accumulate cholesterol, and he screened the library of natural products. So he collected the library of natural products that were collected from fungii and other Japanese plants, 10,000 of them. He screened them and he discovered one drug that was inhibiting cholesterol biosynthesis. And then in the early 70's, not too far away from us, only 45 years ago, the first statin showed up in the market. Meanwhile it was improved and improved, and during the years statins became extremely useful drugs to prevent immobility and mortality from heart attack. Accumulation of cholesterol, you see here, the plaque in the coronary artery. You see the section of the artery, and you see the white material, the white fat, that is accumulating and accumulating and accumulating, and at the end occludes the entire lumen of the coronary artery, and the patient succumbs to a heart attack. What we call a myocardial infarction in the clinical jargon. So this was screening. We are now moving to the new generation of drug development, it is called the generation of personalized medicine. Actually in the language of Lee Hood, the father or the prophet, he's not really the father or the prophet of this revolution, is the four P's revolution. So it's not only personalized, but it's also predictive, preventive, and participatory. We shall try to, very briefly, within the time frame, we have to give you an idea of what it is, and the reason why we are moving. What was wrong with screening? We can keep on screening and screening and screening until we shall cover all diseases. The problem is that we are screening for disease models, we are not screening for human beings. If you are looking at human beings, it becomes much more complicated. If we take a group of human beings, let's say today, that have prostate cancer, or breast cancer, or Alzheimer's, or any disease, and we send them to their way with the gold-standard treatment, any gold-standard treatment. If it's prostate cancer, let it be surveillance, or irradiation, or prostatectomy. If it's breast cancer, let it be mastectomy, or lumpectomy, taking the lump away, doesn't matter, the gold-standard treatment. And we send them away, and we follow them for five years. We see that within five years they split into two, well, roughly into two. One group survives the disease, it depends on the disease. There are some diseases that nobody survives, unfortunately. And some are deteriorating, despite the fact that they had the same disease, so-called the same disease, and they got the same treatment. So they really diverge into two extremes. Some afer five years are completely cured, back happy to their families. Some are dead, some are still deteriorating, and now they're going another treatment, and another line of defence, and another suffering, and another and another and another until they succumb at the end. What is it, that despite the fact that they have the same disease and the same treatment, they behave so vastly different? The are two reasons: One, they don't have the same disease. We think they have the same disease, but the molecular base of the disease is different. So despite the fact that the woman may have breast cancer, the breast cancer of woman A is different than the breast cancer of women B, C, D, and E. And second, they themselves are different. We are very different from one another. Actually, we carry very little in common. We have two legs, and two eyes, and some genes are in common, but if you think about it, even blood we cannot transfuse to one another. We need to check the blood type. We can have A, or B, or AB, or O, and we can have plus and minus. Not to talk about kidney transplantation. That we have to search one in 10 million in order to find somebody that will match me. It will be my identical twin, but that's a miracle to have an identical twin, that's awfully rare. But think about how different we are in the HLA system, in the immune system, in our composition, we are very different. Not talking about eye colour, hair, intelligence, weight, everything, we are very different from one another. Therefore, why should we assume a priore that the same disease, that we shall behave the same as far as disease course is concerned. Well, it was convenient to classify diseases according to the disease, and to say, Or, "The men have prostate cancer, or peptic ulcer, or Alzheimer, or heart attack." It was very convenient because that's all what we knew. But now we know that it was an awfully naive, an over-simplistic picture. And now the picture is changing. Why? Because we developed tools that enable us to look much deeper into the disease, and the tools are mostly... It started with the genome, with the unravelling of the human genome in 2000 when it was published first. But now it goes further and further, because above the genome there is the transcriptome, and the microRNA, and above them there are the proteins, and above the proteins there are the post-translational modifications of the proteins. Let it be acetylation, amidation, oxidation, ubiquitination, phosphorylation, whatever it takes. And above it there are the metabolites, the metabolon. So basically we are approaching now a time, the genome is the easy part, the semitropics, we can now, from the first genome that cost almost a billion dollar and took seven years, we are now approaching a time that we can do a genome within half an hour, or an hour, at the price of a few hundred dollars. But the genome is not the secret, because we need to go above the genome in order to understand what's going on. But the technologies are developing in parallel, we are already well deep into proteomic analysis, post-translational modifications, and so on. We are still far away from getting a picture, but the ideal picture at the end will be that we shall have a profile of the patient, of the individual patient, therefore we call it personalized medicine. And for this personalized medicine, also the other P's are derived. It's going to be preventive, because if we know that somebody has some mutation, we may be able to do something about it, either to direct behaviour, or to start the prophylactic treatment, or to do something, or maybe to edit the gene, using CRISPR/Cas technology. So it's going to preventive. Together with preventive it's going to be also predictive, because we are able to predict. And the last one, and the more, I don't want to say the more important, but equally important, is the participatory one. I'm going to talk about it, I just want to tell you what is participatory. Participatory means that the patient is going to play a major role in the decision making process relating to his or her fate. Gone are the days, I remember studying medicine in the 60's and 70's, medicine was an awfully patronizing profession. I remember the statement, or the imaginary statement, "Trust me, I am your doctor." Gone are those days. The patients are much more educated. The internet is there, and the decisions related, and I'm going to show you an example to their fate, are going to be much more complicated than there used to be. So what happens is the following: Without going into too many details, the mirror of medicine is going to flip by 180 degrees from the disease to the disease within the context of individual patient. First we are going to profile the patient. And then, only we are going to tailor the treatment. I'm going to show you briefly one example, and that's breast cancer. You can see a biopsy of a breast cancer, I'm not going to go into details, at the very lower left corner. You can see two different women, let's say that the left one is woman A, the right one is woman B. You can see that the right one can be stained, immunohistochemically with something, with an antibody. I can tell you to the oestrogen receptor, while the left one cannot. Well, there is nothing staining, we did stain, but we don't see anything. So the right one has a mutated oestrogen receptor and the left one does not. You see already two women, the same phenotype, the same breast cancer, completely different mechanism. One has something that we still don't know, the one on the left side. The one on the right side has something that we could diagnose, it's a mutation of the oestrogen receptor. And we can treat her with Tamoxifen, which is anti-mutated oestrogen receptor. And the same can go to progesterone receptor, and the same can go to another receptor, the EGF receptor, that we can treat with a receptin, which is an antibody, that will lead to aggregation, to clustering of the mutated receptor on the cell surface, sending it to ubiquitination and degradation. So already, you see, just in one sentence I already engulfed four different women. A woman with a mutation in the oestrogen receptor, in the EGF receptor, in the progesterone receptor, and then, the worst, the triple-negative. The one that doesn't have any of the three, and apparently is the most aggressive. And the prediction is that there will be 40 different types of breast cancer. And we should be able to profile them by first sectioning, so-called, or analysing the profile of the patient. So that's what personalized medicine is all about. It's over-simplified, but nevertheless. Let me just now go to the very last point. And the very last point are the bioethical implications. We have had many blocks on the roads to complete the map, and so on and so forth, I don't want to go into it because of time limits. Let me just go to the very last point, and that's the bioethical problems of availability of genetic information. I just want to highlight two points by giving you two different examples. One example is me, myself. It's not real, luckily it's not real, but nevertheless. I am a person of 67 years old, and I walk into the emergency room. I myself, when I was an active physician, this was what I typically saw in the emergency room in one afternoon. And so 20 men at my age of 55 to 75 walking into the ER, the emergency room, with a complaint of chest pain. Chest pain, the one thing that you have to do as a physician is rule out myocardial infarction, no heart attack. Because if there is heart attack, you hospitalize the patient in the intensive care unit. If it's nothing, let's say a muscle ache or something, you just alleviate the pain and send him back to his home. So this was what we call the differential diagnosis, we had to differentiate the diagnosis. Now, you can imagine that they are now taking a blood sample from me, and do also profiling, and they say, "Aaron, cool down. You don't have a myocardial infarction. But you do have a mutation in the gene that in 10 years will cause you Alzheimer's." Wow, Alzheimer's in 10 years? I didn't come to the emergency room to ask for Alzheimer's, I had a chest pain. But nevertheless, it came up in the examination. It came up in the examination, you know? So first question is, "To whom the information belongs?" It clearly doesn't belong to the doctor, it belongs to me, because it's mine. But then what I'm going to do with it? Now think about the implications. I'm not going to solve it, we can discuss it in the afternoon in one of our other meetings, but think about the implications. Okay, let's say that I absorb it... that in 10 years... And by the way, it's not imaginary, there is a gene which is called APOE4. It's an apolipoprotein gene that carries high susceptibility to Alzheimer's disease. It's not all imaginary, and we are going to look at another one in a minute. What do I do with the information? I come home and tell my wife, I tell my son, or my daughter? What are they going to do? Are they going to test themselves also for the gene? What do I do about my employer? Do I tell him that in 10 years he's going to have somebody that doesn't know even the way to the working place? And what do I tell to my insurance company? Are they going to increase my policy, and so on and so forth. So it's just food for thinking. Let me bring you another one, which is maybe more, will increase your appetite. This lady, Angelina Jolie. She came in two steps for us. One was two years ago, another one was few months ago. And she said that she is carrying a gene that carries a high susceptibility for both breast cancer and ovarian cancer. The gene is called BRCA I, breast cancer number one. And she decided to remove both her breasts and her ovaries. It was a very courageous declaration to encourage other women to be tested. She did it because her mother died of breast cancer, and her aunt died of ovarian cancer, and she suspected that there is something going on in the family. It is known that the BRCA I, which is, by the way, a ubiquitin ligase, I don't want to go into it, it carries a mutation, and BRCA I carries a high susceptibility for those two malignancies. And she decided to take this preventive step, pre-emptive step, and to remove a ticking bomb from her body, and to reduce the chances of being dead. So this was very courageous, except for another implication that we tend not to think of, or we do think of, and that's her daughters. Well I'm not going to her family, I'm going to the family of anyone of this woman carrier. What, again, to do with the daughters? For yourself you can take a decision, especially if you have an established family. But what you are doing with a 16 years old daughter, 21, 25, young mother, just engaged, student in the college, and so on and so forth? All right, I just want to say, to give a concluding statement, I didn't come here to frighten you. We are walking into an extremely exciting year of medicine. And there will be a solution to it. But think about the history of medicine. It's always that the discovery preceded the treatment and the cure. We are at the discovery stage. We shall manage it by CRISPR Cas, by gene editing, by all kinds of things, but we first need to identify the problem, find a way to diagnose it, and then go and treat it. This has always been, historically, the traditional way of medicine, except that now the pathway has been broadened dramatically, because by looking at the whole genome, I can look for mutations of cancer, mutations of Alzheimer's, mutations of heart diseases, mutations of kidney diseases. Until now we looked at one disease. We thought, "Okay, if my uncle had a kidney disease, and my father has a kidney disease, and my grandfather had a kidney disease, maybe I am carrying the gene." So it was like one disease. Now, the whole thing is coming like a little bit in a stormy way, but nevertheless, the hope is great that we are going to solve it. Thank you very much.

Guten Morgen Ich werde nicht über das Ubiquitin-System reden, dazu hören Sie sich lieber den Vortrag von Avram an. Um Doppelung zu vermeiden, werde ich zu Ihnen von etwas anderem sprechen, von der Revolution der personalisierten Medizin. Zumeist über deren historische Wurzeln und die bioethischen Implikationen, die ausgesprochen interessant sind. Wo also sind wir? Wir sind hier. Wie Sie sehen, träumen die Menschen davon, alle Krankheiten zu heilen. Die Frage ist, ob dieser Traum realistisch ist. Wenn wir uns das in Bezug auf vorhergehende Jahrhunderte überlegen, so starben um 1900 die Menschen nicht an Krebs. Der Grund dafür war, sie lebten nicht lange genug, um an Krebs zu erkranken, denn Krebs ist wahrlich eine altersbedingte Krankheit. Die Menschen erkrankten nicht an Alzheimer oder Parkinson, denn das sind altersbedingte Krankheiten. Mit den Wundern des 20sten Jahrhunderts, mit Antibiotika, Impfung und Imaging, und der Entwicklung der Medizin, der Wissenschaft und Technologie, wurde unsre Lebenserwartung von durchschnittlich 50 oder 55 Jahren auf etwa 80 oder 85 Jahre erhöht, was erstaunlich ist. Wenn Sie bedenken, die alten Griechen und die alten Ägypter lebten vor 4000 Jahren etwa 25 bis 30 Jahre lang. Es vergingen etwa 4000 Jahre, ohne dass wir auf einen signifikanten Schritt erkennen können, dass sich die Lebenserwartung um etwa 20 Jahre von 25, 30 auf 50 Jahre erhöhte, danach innerhalb eines Jahrhunderts, eher während der Hälfte eines Jahrhunderts, erhöhte sich die Lebenserwartung von 50, 55 auf etwa 80, 85 Jahre und wir können genau angeben, was geschah. Nochmals, wir haben Impfung, Antibiotika und Medizin, Imaging und ein Verständnis über Ernährung, die Abwasserkanalisation und so weiter und so fort. Es gibt also viele Faktoren, die dazu beitragen. Und wir zahlen für diese Errungenschaften auch den Preis, und der Preis sind diese degenerativen Erkrankungen, diese ganze Krankheitsgruppe. Ob es sich nun um langsame degenerative Krankheiten oder um Gefäßerkrankungen oder Krebs handelt. Das alles sind degenerative Erkrankungen, wenn das Körpersystem äußeren Stress oder irgendeinen anderen Stress nicht ausgleichen kann und kapituliert. Ob sich nun die Lebenserwartung in Zukunft weiter erhöhen wird oder nicht, wir befinden uns noch immer in einer aufsteigenden Kurve, und wir glauben, Menschen die heute geboren werden, werden vielleicht 10 oder mehr Jahre länger leben als wir. Wir werden vielleicht neue Krankheiten erleben, die bislang noch nicht aufgetreten sind, obgleich die Menschen glauben, wir sähen mehr oder weniger den Horizont des Ausmaßes von Krankheit. Nicht die Behandlung, nicht das Heilen, doch zumindest das Ausmaß, keiner weiß es wirklich. Denken wir an die Richtung, in die sich die Medizin heute bewegt, so bewegt sie sich hauptsächlich in drei Richtungen. Eine Richtung, von der ich sprechen werde, ist die klassische Richtung, es sind die Arzneimittel, die Entwicklung neuer Medikamente, wir werden gleich darüber reden. Eine andere Richtung sind Geräte. Irgendwie denken wir nicht daran, doch wenn wir die letzten 20 oder 30 Jahre betrachten, und die großen Errungenschaften der Medizin, dann sind das Geräte. Denken Sie an Imaging, an Computertomographie, denken Sie an MRI, funktionelle MRI, wir können jetzt die Aktivitäten im Gehirn verfolgen. Wir können einem Mann und einer Frau ein Problem zum Lösen geben, und sehen, während des Problemlösungsprozesses, welche Bereiche im Gehirn aufleuchten und sehen die Unterschiede im Denkprozess. Also das ist wirklich wunderbar. Wir haben vor zwei Tagen den Vortrag gehört, wie in das Gehirn über Imaging eingedrungen wird, und wie man dabei die jeweiligen Aktivitäten des Gehirns sehen kann. Also Imaging; es ist aber nicht nur Imaging, es sind Organe, Gelenkersatz, Stents, es ist der Herzklappenersatz. Geräte sind also eine Richtung, was mit den Ingenieurswissenschaften zusammenhängt, weitgehend mit Ingenieurswissenschaft. Eine weitere Richtung ist die regenerative Medizin. Dabei kann es sich entweder um die Regeneration des gesamten Gewebes oder die der Stammzellen handeln. Wir reden von degeneriertem Gewebe, wenn wir von der Parkinson-Krankheit sprechen, die Substantia nigra Pars compacta Zellen im Gehirn. Und wir können entweder ausgewachsene Zellen nehmen und sie neu programmieren, oder wir nehmen embryonale Zellen und programmieren sie, a priori, um sie in die gewünschten Zellen zu differenzieren. Das ist für die Behandlung verschiedener Krankheiten möglich, von Parkinson bis Diabetes. Wir hoffen, wir können Langerhans-Inselzellen generieren, die auf den Glukosespiegel reagieren und entsprechend Insulin produzieren für die Heilung von Diabetes, und so weiter und so fort. Dies also ist eine weitere Richtung. Eine Richtung sind also Geräte, eine andere die regenerative Medizin. Die dritte Richtung, wie ich zu Beginn erwähnte, ist die Arzneimittelentwicklung. Sprechen wir also über Arzneimittelentwicklung. Bei der Arzneimittelentwicklung fallen uns drei Revolutionen ein, oder man kann sie in drei Zeitfenster einteilen. Das erste Zeitfenster ist eine Zeit der zufälligen Entdeckungen. Die Menschen untersuchten nicht wirklich, was sie schließlich fanden, aber sie entdeckten vermutlich die nützlichsten und wirkungsvollsten Arzneimittel, die wir aus der Pharmakopöe kennen. Denken Sie an Aspirin. Man kannte Aspirin bereits seit 4000 Jahren, die alten Ägypter kannten es von den Weidenrinden, die an den Ufern des Nils wuchsen. Wenn sie die Blätter der Weide kauten, schmeckte das sehr bitter, doch die Ägypter merkten, dass es schmerzlindernde Eigenschaften hatte. Es konnte also Schmerzen lindern. Es dauerte 4000 Jahre, bis man im 19ten Jahrhundert den Wirkstoff, das Salicin, extrahierte. Eichengrün und Felix Hoffmann, die Sie hier oben sehen, acetylierten es. Die Acetylierung war notwendig, um die Bitterkeit zu entfernen, aber nicht die schmerzlindernde Eigenschaft des Aspirins. Was also ist Aspirin? Sie denken vielleicht, Aspirin wird heutzutage selten verwendet, um Schmerzen zu lindern, Fieber zu senken und so weiter. Tatsächlich ist Aspirin das Arzneimittel, das am meisten von allen Arzneimitteln verwendet wird, die je in der Pharmakopöe erzeugt wurden. Der derzeitige jährliche Verbrauch von Aspirin ist 70 Tonnen (metrisch) der Arzneimittel weltweit. Und während wir hier reden, wächst die Nutzung von Aspirin weiter. Ursprüngliche wurde Aspirin bei Entzündungskrankheiten eingesetzt. Als erstes wurde es bei rheumatischer Arthritis eingesetzt, Sie sehen hier einen Patienten. Habe ich nicht, oder, hier ist eines, wunderbar. Hier ist eine Laserpointer. Sie sehen hier die entzündeten Gelenke. Felix Hoffman setzte Aspirin ein, um seinen Vater zu behandeln, der sich eine rheumatische Arthritis zugezogen hatte, eine schwächende, entzündliche Krankheit, bei der die Patienten an starken Schmerzen und Entzündungen der Gelenke leiden. Sie können Knöpfe nicht schließen, ihr Essen nicht schneiden, sich nach dem Duschen nicht selbst abtrocknen, im Grund genommen sind sie gelähmt. Es ist eine sehr ernste Krankheit und er wollte bei seinem Vater die Symptome lindern, den Schmerz. Er synthetisierte in seinem Keller Acetylsalicylsäure, gab es seinem Vater und siehe da: nicht nur das Fieber und der Schmerz verschwanden, sondern auch die Entzündung. Er folgerte, er hatte nicht nur eine Arzneimittel gegen Fieber entdeckt, sondern auch ein entzündungshemmendes Medikament. Der Mechanismus wurde sehr viel später entdeckt. Es hemmt die Synthese der Entzündungsmediatoren, wie Interleukin, aber darauf will ich nicht eingehen. Später wurde entdeckt, dass es zwischen chronischen Entzündungen und Krebs eine Verbindung gibt. Menschen, die an chronischen Entzündungen leiden, selbst an chronischen subklinischen Entzündungen, die sie nicht einmal bemerken, können Brustkrebs entwickeln. Oder eine entzündliche Darmerkrankung, die sich über die Jahre hin entwickelt hat, und nach vielen Jahren entwickeln sie dort Krebs. Die Menschen vermuteten, dass, wenn sie die entzündlichen Reaktionen unterdrücken, auf längere Sicht hin dem Krebs vorbeugen, was sich als richtig erwies. Aspirin wird heutzutage von Millionen Menschen weltweit als chemopräventiver Wirkstoff eingenommen, um Krebs vorzubeugen. Zumeist bei Dickdarmkrebs, einem der häufigsten bösartigen Tumore, sowohl bei Männern wie auch Frauen. Eine andere Verbindung ist, Aspirin wurde als gerinnungshemmendes Mittel entdeckt, es kann der Blutgerinnung vorbeugen. Weitere Millionen an Menschen kamen hinzu, es sind die Menschen, die einen Herzinfarkt erlitten. Wie Sie wissen, der Herzinfarkt wird durch die Gerinnung von Blut in den Koronararterien ausgelöst, die Arterien, die Blut direkt zum Herzmuskel leiten. Sie können es hier sehen, das ist nicht Präsident Clinton, sondern jemand anderes, der einen Herzinfarkt hatte. Menschen mit Herzinfarkt erhalten Blutverdünnungsmittel und in den meisten Fällen Aspirin oder ein dem Aspirin ähnliches Mittel. Sie können sich vorstellen, wenn wir von Krebsprävention und der Prävention eines zweiten Herzinfarkt sprechen, dann handelt es sich um viele Millionen Menschen, die nun auch zu der Menge gehören, die Aspirin einnehmen. Die Entwicklung des Aspirins hat nichts gekostet, es ist eine alte Entdeckung aus Ägypten, die nur über eine lange Zeit hin verbessert wurde; es war also völlig zufällig. Ein weiteres zufällig entdecktes Arzneimittel ist Penizillin. Ich will nicht in die Einzelheiten gehen, es war Sir Alexander Fleming, später dann Sir Ernst Chain und Howard Florey. Alexander Fleming war ein englischer Mikrobiologe. Er züchtete Bakterien in einer Schale. Sie können hier die Abstriche der Bakterien sehen. Er vergaß einfach eine Petrischale mehrere Tage lang. Als er zurückkam, fiel die Spore eines Pilzes, der sich in der Luft befand, auf ein Nähragar, wuchs und entwickelte eine Kolonie. Sie sehen hier die weiße Kolonie in der Mitte des Pilzes. Was ich, hätte ich das in meinem Labor gesehen, normalerweise getan hätte, ich hätte die Schale genommen und weggeworfen, da sie kontaminiert war. Doch Alexander Fleming warf sie nicht fort und bemerkte, dass es einen Hof gibt. Wir haben keinen Pointer, gut. Sie werden also Ihre Vorstellungskraft einsetzen. Wenn Sie den weißen Fleck ansehen, sehen Sie darum herum einen Hof in dem die Bakterien nicht wachsen. Sie reichen nicht ganz bis zur Grenze der Kolonie. Er vermutete, die Kolonie der Pilze sonderte ein Material aus, das er Anti-Bios nannte, 'gegen das Leben‘, daher der Name Antibiotika. Der Pilz sondert es ab, um sich vor den Bakterien zu schützen, die näher kommen. Damit war das ganze Feld eröffnete. Sir Ernst Chain und Howard Florey benötigten 10 weitere Jahre, den Wirkstoff zu extrahieren, der schließlich das Penizillin wurde. Penizillin wurde bereits im Zweiten Weltkrieg verwendet und rettete hunderttausenden Patienten das Leben, und im Folgenden ebenfalls. Andere Leute kamen dadurch auf den Gedanken, andere Pilze könnten andere antibakterielle Wirkstoffe ausscheiden. Selman Waksman fand das Streptomycin, und so weiter und es wurde zu einer Lawine. Heute können wir sie synthetisch herstellen, wir brauchen keine Bakterien mehr. Es eröffnete ein ganzes Feld und wieder, es war mehr Glück als Verstand. Wir sprechen über Arzneimittelentwicklung, vollkommene Zufallsentdeckungen. Die zweite Ära ist die des Screenings. Wir befinden uns noch in dieser Ära des Screenings. Wir überfliegen die, ich gebe Ihnen ein Beispiel. Die Chemie brachte uns viele Verbindungen, Millionen an Verbindungen sind in Bibliotheken verfügbar. Die Menschen sagten, wir haben jetzt Krankheitsmodelle, wir können Krebs oder die Zellen, die Cholesterin ansammeln, in Gewebekulturen imitieren. Wir haben Millionen Verbindungen, lasst uns zwei zusammenbringen und einfach überprüfen. Wir nehmen also, ohne dass wir den Mechanismus verstehen, ohne an irgendeinen Mechanismus zu denken, wir nehmen Millionen Verbindungen, automatisieren und werfe eine nach der anderen über das vorliegende Krankheitsmodell, und sehen zu, ob wir irgendein Phänomen, das wir untersuchen, verhindern können. In der Tat konnten viele nützliche Medikamente dadurch entwickelt werden, was ich Screening mit Brachialgewalt nenne. Eines davon ist ein sehr berühmtes Medikament, es ist Statin. Statine sind Cholesterin-Biosynthese-Hemmer. Nochmal, das Medikament ist sehr nützlich und wird verkauft, anders als Penizillin, dessen Patent abgelaufen ist und anders als Aspirin, das nie patentiert wurde. Der Umsatz der Statine betrug im letzten Jahr 40 Milliarden Dollar. Das ist sehr viel, es ist vermutlich der Kassenschlager Nummer eins auf dem Arzneimittelmarkt. Statine wurden zuerst von Akira Endo, einem japanischen Apotheker entdeckt. Er entschied sich die Modelle für Zellen festzulegen, die Cholesterin akkumulieren, und er durchsuchte die Bibliothek natürlicher Produkte. Er durchsuchte also die Bibliothek natürlicher Produkte, die aus Pilzen und anderen japanischen Pflanzen bestand, mit 10.000 Mustern. Er durchsuchte sie und entdeckte ein Medikament, das die Cholesterin-Biosynthese hemmte. Dann, in den frühen 70er Jahren, nicht lange her, nur 45 Jahre, wurde das erste Statin auf den Markt gebracht. Inzwischen wurde es immer mehr verbessert und Statin wurde im Lauf der Jahre ein sehr nützliches Medikament, um bei Herzinfarkt Bewegungsunfähigkeit und Sterblichkeit zu verhindern. Ansammlung von Cholesterin, Sie sehen es hier, der Belag in der Koronararterie. Sie sehen den Abschnitt der Arterie, und Sie sehen das weiße Material, das weiße Fett, das sich immer mehr ablagert und zum Schluss das gesamte Lumen der Koronararterie verstopft und der Patient erleidet einen Herzinfarkt. Wir nennen das in der klinischen Fachsprache Myokardinfarkt. Also das war Screening. Jetzt gehen wir weiter zur neuen Generation der Arzneimittelentwicklung, die die Generation der personalisierten Medizin genannt wird. Das ist in der Sprache Lee Hoods, des Vaters oder Propheten, er ist nicht wirklich der Vater oder der Prophet dieser Revolution, es ist die vier P-Revolution. Sie ist nicht nur personalisiert, sie ist auch prädiktiv, präventiv und partizipativ. Wir wollen sehr kurz, innerhalb des gegebenen Zeitrahmens versuchen, Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, was das ist und der Grund, warum wir in diese Richtung gehen. Was war am Screening falsch? Wir können immer weiter mit Screening fortfahren, bis wir alle Krankheiten abgedeckt haben. Das Problem ist, wir screenen Krankheitsmodelle, wir schauen uns keine Menschen an. Schaut man sich Menschen an, wird es sehr viel komplizierter. Wenn wir ein Gruppe Menschen nehmen, sagen wir mal, die haben Prostatakrebs oder Brustkrebs, oder Alzheimer oder irgend eine Krankheit und wir geben ihnen die Standardbehandlung, irgendeine Standardbehandlung. Beim Prostatakrebs kann das Überwachung oder Bestrahlung sein, oder Prostataentfernung. Beim Brustkrebs kann es Brustamputation oder Lumpektomie, das Entfernen des Knotens sein, egal, die Standardbehandlung. Wir schicken sie fort, beobachten sie die folgenden fünf Jahre. Wir sehen, innerhalb von fünf Jahren spaltet sich die Gruppe in zwei, ungefähr in zwei Gruppen. Eine Gruppe überlebt die Krankheit, das hängt von der Krankheit ab. Leider gibt es einige Krankheiten, die niemand überlebt. Bei einigen tritt eine Verschlechterung ein, obgleich sie die gleiche Krankheit hatten, sozusagen die gleiche Krankheit, und sie erhielten die gleiche Behandlung. Sie divergieren also in zwei Extreme. Einige sind nach fünf Jahren wirklich geheilt und wieder glücklich mit ihrer Familie vereint. Einige sind gestorben, bei einigen verschlechtert sich der Zustand noch immer und sie bekommen jetzt eine andere Behandlung, und eine weitere Verteidigungslinie und weiteres Leiden und weiter und weiter, bis sie schließlich unterliegen. Woran liegt es? Sie haben die gleiche Krankheit und die gleiche Behandlung. Warum unterscheidet sich der Krankheitsverlauf so gewaltig? Es gibt dafür zwei Gründe: Einmal, sie leiden nicht an derselben Krankheit. Wir glauben, sie hätten die gleiche Krankheit, aber die molekularen Grundlagen der Krankheit sind andere. Also trotz der Tatsache, dass die Frau Brustkrebs hat, der Brustkrebs der Frau A ist anders als der Brustkrebs der Frauen B, C, D und E. Und zweitens, die Frauen selbst sind verschieden. Wir unterscheiden uns sehr voneinander. Tatsächlich haben wir sehr wenig gemein. Wir haben zwei Beine und zwei Augen und einige Gene gemein, doch wenn ich darüber nachdenke, selbst Blut können wir nicht einfach übertragen. Wir müssen den Bluttyp prüfen. Wir können A oder B oder AB oder 0 haben, und plus oder minus. Von Nierentransplantationen ganz zu schweigen. Wir müssen unter 10 Millionen suchen, um jemanden zu finden, der für mich passend ist. Es kann mein identischer Zwilling sein, doch das ist ein Wunder, einen identischen Zwilling haben ist sehr selten. Überlegen Sie einmal, wie unterschiedlich wir bei unserem HLA-System sind, beim Immunsystem, in unserer Zusammensetzung, wir sind sehr unterschiedlich. Nicht zu erwähnen unsere Augenfarbe, Haare, Intelligenz, Gewicht, alles, wir unterscheiden uns sehr voneinander. Warum sollten wir daher a priori annehmen, wir hätten die gleiche Krankheit, und wir würden uns, was den Krankheitsverlauf betrifft, genauso verhalten? Nun, es war bequem Krankheiten nach der Krankheit zu klassifizieren und zu sagen: Oder: “Die Männer haben Prostatakrebs" oder ein Magengeschwür, Alzheimer oder einen Herzinfarkt. Das war sehr bequem, denn das war alles, was wir wussten. Jetzt wissen wir aber, dass dies schrecklich naiv oder ein zu stark vereinfachtes Bild war. Und nun ändert sich das Bild. Warum? Weil wir Instrumente entwickelt haben, die es uns erlauben, viel tiefer in eine Krankheit zu sehen, und die Instrumente sind weitgehend… Es begann mit dem Genom, mit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms im Jahre 2000, als es zum ersten Mal publiziert wurde. Jetzt geht das aber immer weiter, denn über dem Genom befindet sich das Transkriptom, und die microRNA und über dieser sind die Proteine und über den Proteinen sind die posttranslationalen Modifikationen der Proteine. Sei das nun Acetylierung, Amidierung, Oxidation, Ubiquitinierung, Phosphorylierung, was auch immer. Und über diesen sind die Metaboliten, das Metabolon. Wir nähern uns jetzt im Grunde einer Zeit, das Genom ist der einfachere Teil, wir können jetzt, seit dem ersten Genom, das fast eine Milliarde Dollar gekostet hat und wozu es 7 Jahre brauchte, wir können uns jetzt einer Zeit nähern, in der wir ein Genom innerhalb einer halben Stunde oder in einer Stunde haben, zum Preis von ein paar hundert Dollar. Das Genom ist aber nicht das Geheimnis, da wir über das Genom hinausgehen müssen, um die Vorgänge zu verstehen. Die Technologien entwickeln sich jedoch parallel dazu und wir befinden uns bereits tief in der Proteomanalyse, posttranslationalen Modifikationen und so weiter. Wir sind noch immer weit davon entfernt ein Bild zu erhalten, das Idealbild wird am Ende aber sein, dass wir ein Profil des Patienten haben, des individuellen Patienten, daher nennen wir dies personalisierte Medizin. Und für diese personalisierte Medizin leiten sich auch die anderen Ps ab. Sie wird präventiv sein, denn wenn wir wissen, bei jemanden liegt eine Mutation vor, sind wir vielleicht in der Lage, etwas dagegen zu unternehmen, entweder Verhalten zu lenken oder eine prophylaktische Behandlung zu beginnen, oder ein Gen zu editieren, unter Verwendung der CRISPR/Cas Technologie. Das wird also präventiv werden. Mit der Prävention wird sie auch prädiktiv sein, da wir in der Lage sind, eine Voraussage zu machen. Und als Letztes, ich möchte nicht sagen, als Wichtigstes, doch gleich bedeutend, ist die Partizipation. Ich werde dazu etwas sagen, möchte Ihnen aber erklären, was Partizipation ist. Partizipation bedeutet, der Patient wird eine wesentliche Rolle im Entscheidungsprozess hinsichtlich seines oder ihres Schicksals spielen. Die Tage sind vorbei, ich erinnere mich, als ich in den 60ern und 70ern Medizin studierte, da war Medizin eine entsetzlich bevormundende Profession. Ich erinnere mich an die Aussage, oder scheinbare Aussage: „Vertrauen Sie mir, ich bin Ihr Arzt.“ Diese Tage sind vorüber. Patienten sind sehr viel informierter. Es gibt das Internet und die Entscheidungen hängen damit zusammen und ich zeige Ihnen ein Beispiel ihres Schicksals, dieses wird sehr viel komplizierter sein, als es bislang war. Was geschieht ist also Folgendes: Ohne zu sehr in Einzelheiten zu gehen, der Spiegel der Medizin kippte um 180 Grad, im Kontext des individuellen Patienten, von Krankheit zu Krankheit. Zuerst erstellen wir ein Profil des Patienten. Und dann schneidern wir die Behandlung nur zu. Ich zeige ihnen kurz ein Beispiel am Brustkrebs. Sie sehen die Biopsie eines Brustkrebses ganz unten links, ich gehe nicht auf die Einzelheiten ein. Sie sehen zwei verschiedene Frauen, sagen wir links ist die Frau A und rechts ist Frau B. Sie sehen, die rechte kann eingefärbt werden, immunhistochemisch mit etwas, einem Antikörper. Ich kann Sie zum Östrogenrezeptor führen, bei der linken kann man es nicht. Nichts hier ist eingefärbt, wir haben eingefärbt, aber wir sehen nichts. Die rechte Frau hat also einen mutierten Östrogenrezeptor, die linke Frau nicht. Sie sehen bereits zwei Frauen, der gleiche Phänotyp, der gleiche Brustkrebs, vollständig verschiedene Mechanismen. Bei einer liegt etwas vor, was wir noch nicht kennen, bei der Frau links. Die andere rechts hat etwas, das wir diagnostizieren konnten, eine Mutation des Östrogenrezeptors. Wir können sie mit Tamoxifen behandeln, einem Medikament gegen den mutierten Östrogenrezeptor. Das gleiche gilt beim Progestorenrezeptor und das gleiche gilt bei einem anderen Rezeptor, dem EGF-Rezeptor, der sich mit einem Receptin behandeln lässt, das zur Aggregation führt, der Häufung des mutierten Rezeptors auf der Zelloberfläche, die es zur Ubiquitinierung und zum Abbau sendet. Sie sehen, bereits in einem Satz habe ich bereits vier verschiedene Frauen mit eingeschlossen. Eine Frau mit einer Mutation im Östrogenrezeptor, im EGF-Rezeptor, im Progestorenrezeptor, und dann, das Schlimmste, dreifach-negativ. Die eine, bei der keines der drei auftritt und vermutlich der bösartigste Tumor ist. Man sagt voraus, es wird 40 verschiedene Brustkrebse geben. Wir sollten in der Lage sein, ihr Profil bei der ersten Schnittdarstellung zu erstellen, oder das Profil der Patientin zu analysieren. Darum also geht es bei der personalisierten Medizin. Es ist stark vereinfacht, aber dennoch. Ich möchte jetzt den allerletzten Punkt ansprechen. Der allerletzte Punkt sind die bioethischen Implikationen. Wir hatten es auf diesen Wegen zur kompletten Abbildung mit vielen Hürden zu tun, und so weiter und so fort, ich möchte wegen der Zeitbeschränkung nicht darauf eingehen. Ich möchten auf den allerletzten Punkt eingehen, welcher das bioethische Problem der Verfügbarkeit genetischer Informationen ist. Ich möchte zwei Punkte herausstreichen, indem ich Ihnen zwei verschiedene Beispiele gebe. Ein Beispiel bin ich selbst. Es ist nicht real, glücklicherweise, aber nichts desto weniger. Ich bin 67 Jahre alt und gehe in die Notfallaufnahme. Als ich als Arzt aktiv war, war es das, was ich normalerweise bei der Notfallaufnahme an einem Nachmittag sah: Ungefähr 20 Männer meines Alters zwischen 55 und 75 Jahren kommen in die Notaufnahme und klagen über Brustschmerzen. Bei Brustschmerzen muss man als Arzt zuerst den Myokardinfarkt ausschließen, kein Herzinfarkt. Wenn es sich um einen Herzinfarkt handelt, kommt der Patient auf die Intensivstation. Wenn es das nicht ist, sagen wir, es sind Muskelschmerzen oder so etwas, man lindert den Schmerz und schickt die Person wieder nach Hause. Das nannten wir also die Differentialdiagnose, wir mussten die Diagnose differenzieren. Stellen Sie sich jetzt vor, man nimmt eine Blutprobe von mir und nimmt auch eine Profilbildung vor, und man sagt: “Aaron, beruhige dich. Du hast keinen Myokardinfarkt. Du hast aber eine Mutation im Gen, das bei dir in 10 Jahren Alzheimer hervorrufen wird.“ Oha, Alzheimer, in 10 Jahren? Ich kam nicht wegen Alzheimer in die Notaufnahme, ich hatte Brustschmerzen. Es tauchte trotzdem bei der Untersuchung auf. Wissen Sie, es tauchte bei der Untersuchung auf. Die erste Frage ist: „Wem gehört diese Information?“ Eindeutig nicht dem Arzt, sie gehört mir, da es meine Information ist. Was werde ich aber damit anfangen? Nicht über die Implikationen nachdenken. Ich werde das nicht lösen, wir können dies in einer unserer Sitzungen am Nachmittag diskutieren, denken Sie aber an die Implikationen. Gut, sagen wir mal, ich nehme auf, … dass ich in 10 Jahren… Übrigens, das ist nicht hypothetisch, es gibt ein Gen, genannt APOE4. Es ein Apolipoprotein-Gen, das die hohe Anfälligkeit gegen die Alzheimer-Krankheit in sich trägt. Es ist nicht hypothetisch und wir sehen uns gleich noch etwas anderes an. Was mache ich mit der Information? Gehe ich nach Hause und sage es meiner Frau oder meiner Tochter? Was werden sie damit tun? Werden sie sich auch auf dieses Gen hin testen lassen? Wie steht es mit meinem Arbeitgeber? Soll ich ihm sagen, in 10 Jahren wird er es mit jemand zu tun haben, der nicht einmal mehr den Weg zum Arbeitsplatz weiß? Und was sage ich meiner Versicherung? Werden Sie meinen Beitragssatz erhöhen, und so weiter und so fort. Also, da ist etwas zum Nachdenken. Ich nenne Ihnen noch etwas, was Ihnen vielleicht noch mehr zum Knabbern gibt. Diese Dame, Angelina Jolie. Sie kam zwei Mal zu uns. Das erste Mal war vor zwei Jahren, das andere Mal vor wenigen Monaten. Sie sagte, sie trage ein Gen in sich, das eine hohe Anfälligkeit berge, sowohl für Brustkrebs und Eierstockkrebs. Das Gen wird BRCA I genannt, Brustkrebs Nummer eins. Und sie entschied sich, ihre beiden Brüste und ihre Eierstöcke entfernen zu lassen. Es war ein sehr mutiges Vorgehen und ermutigte andere Frauen, sich testen zu lassen. Sie tat es, da ihre Mutter an Brustkrebs gestorben war und ihre Tante an Eierstockkrebs starb. Sie vermutete, da sei in ihrer Familie eine Tendenz. Es ist bekannt, dass BRCA I, was übrigens eine Ubiquitin-Ligase ist, ich möchte darauf nicht weiter eingehen, eine Mutation in sich trägt, und BRCA I birgt eine hohe Anfälligkeit für beide dieser bösartigen Tumore. Sie entschied sich für diesen präventiven Schritt, präemptiven Schritt, eine tickende Bombe aus ihrem Körper zu entfernen, und die Möglichkeit frühzeitig zu sterben, zu verringern. Das war sehr mutig, ausgenommen einer weiteren Implikation, an die wir gewöhnlich nicht denken, oder wir denken daran, und das sind ihre Töchter. Ich werde nicht zu ihrer Familie gehen, zu der Familie irgendeiner diese Patientinnen. Und nochmal, was ist mit den Töchtern? Man kann für sich eine Entscheidung treffen, besonders, wenn man eine Familie gegründet hat. Was macht man aber mit einer 16 jährigen Tochter, 21, 25 Jahre alt, eine junge Mutter, gerade verlobt Studentin am College und so weiter? Gut, nur um eine abschließende Bemerkung zu machen, ich bin nicht hierhergekommen, Sie zu ängstigen. Wir betreten ein außerordentlich aufregendes Jahr in der Medizin. Und es wird dafür eine Lösung geben. Denken Sie aber an die Geschichte der Medizin. Die Entdeckung ging der Behandlung und Heilung immer voraus. Wir befinden uns im Entdeckungsstadium. Wir sollten das beim CRISPR Cas fertigbringen, bei Gen-Editing, bei allen diesen Dingen, doch zuerst müssen wir das Problem bestimmen, einen Weg zur Diagnose finden, und es dann behandeln. Das war immer, historisch betrachtet, der herkömmliche Weg der Medizin, außer, dass sich der Weg jetzt dramatisch verbreitert hat, da wir auf das gesamte Genom schauen. Ich kann nach Mutationen bei Krebs, Mutationen bei Alzheimer, Mutationen bei Herzkrankheiten, Mutationen bei Nierenerkrankungen suchen. Bislang haben wir uns eine Krankheit angesehen. Wir dachten: „Gut, wenn mein Onkel eine Nierenerkrankung hatte, und mein Vater auch und mein Großvater war nierenkrank, vielleicht trage ich dieses Gen in mir. Es war also wie eine Krankheit. Das Ganze kommt jetzt etwas stürmisch daher, doch die Hoffnung ist groß, dass wir dies lösen werden. Ich danke Ihnen.

Aaron Ciechanover (2015)

The Revolution of Personalized Medicine: Are We Going to Cure all Diseases and at What Price?

Aaron Ciechanover (2015)

The Revolution of Personalized Medicine: Are We Going to Cure all Diseases and at What Price?

Abstract

Many important drugs such as penicillin, aspirin, or digitalis, were discovered by serendipity - some by curious researchers who accidentally noted a "strange" phenomenon, and some by isolation of active ingredients form plants known for centuries to have a specific therapeutic effect. Other major drugs like the cholesterol reducing statins were discovered using more advanced technologies, such as targeted screening of large chemical libraries. In all these cases, the mechanism of action of the drug were largely unknown at the time of their discovery, and were unraveled only later. With the realization that patients with apparently similar diseases at diagnosis – breast or prostate cancer, for example - respond differently to similar treatments, and the clinical behavior of the disease is different in different patients, we have begun to understand that the mechanistic/molecular basis of what we thought is the same disease entity, is different. Thus, breast cancer or prostate cancers appear to be sub-divided to smaller distinct classes according to their molecular characteristics. As a result, we are exiting the era where our approach to treatment of these and many other diseases is “one size fits all”, and enter a new era of “personalized medicine” where we shall tailor the treatment according to the patient’s molecular/mutational profile. Here, unlike the previous era, the understanding of the mechanism will drive the development of new drugs. This era will be characterized initially by the development of technologies where sequencing and data processing of individual genomes will be fast (few hours) and cheap (<US$ 1,000), by identification and characterization of new disease-specific molecular markers and drug targets, and by design of novel, mechanism-based drugs to modulate the activities of these targets. It will require a change in our approach to scientific research and development and to education, where interdisciplinarity will domineer and replace in many ways the traditional, discipline-oriented approach. Entry into this era will be also accompanied by complex bioethical problems, where detailed genetic information of large populations in developed countries will be available, and protection of privacy will become an important issue for health authorities.

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