Om genomisk statistikk

- å vise sammenhenger mellom ulike egenskaper som kan knyttes til DNA i celler

Eivind Hovig har ansvaret for IT-delen ved det store forskningsprosjektet på persontilpasset medisin på kreft. Les intervjuet med professor Hovig for å forstå mer om hvordan de jobber.

Beskriv feltet du jobber med
– Jeg har på en måte et todelt fokus, fordi jeg har interesser både på lab-siden, og på bioinformatikk-siden. På lab-siden arbeides det med melanombiologi i et systembiologisk perspektiv. I dette ligger det at vi forsøker å anvende matematisk modellering sammen med genomisk informasjon for å se hvordan signalveier påvirkes når ulike mutasjoner inntreffer i melanomcellene, dvs. at vi forsøker å skaffe labdata som kan brukes i modelleringssammenheng. På bioinformatikksiden er et hovedfokus på det en kan kalle genomisk statistikk, der storskala analyser om sammenhenger mellom ulike egenskaper som kan knyttes til DNA i celler kan foretas meget raskt og effektivt. I tillegg arbeides det også med å analysere resultatene fra sekvensering av DNA fra kreftprøver (samt en god del annet).

Hvilken informasjon kan dere trekke ut av datamaterialet?
– Jeg svarer her på det vi kan trekke ut av analysen av sekvenseringen. Her er målsettingen å identifisere alle endringer som finnes i de delene av kreftcellenes DNA som er endret, sammenlignet med pasientens normale DNA. Når disse er funnet, er neste oppgave å gi så mye informasjon om hver enkelt endring som mulig.

Hvor mye kan dere trekke ut?
– Antallet mutasjoner vil variere fra prøve til prøve. Melanomer er blant de prøvene som har flest mutasjoner, og hvor en stor del av forandringene synes å være forårsaket av stråling. Andre kreftformer vil ha noen av de samme mutasjonene, men også andre, og færre mutasjoner. Målet er som sagt å påvise alle mutasjoner i hver enkelt prøve. Vi forsøker å tilføre så mye kjent kunnskap om hver mutasjon som mulig. Vi gir informasjon om hvordan mutasjonen påvirker proteinet, om mutasjonen er kjent tidligere, om genet som er mutert ofte er involvert i kreft, om det foreligger noen informasjon om legemidler for genet, osv. Jo mer informasjon som kan skaffes, jo bedre.

Hva får en kliniker ut av det?
– Her er det viktig at vi i denne omgang driver forskningsbasert, og ikke med tanke på direkte klinisk bruk. Men på mange måter er jo målsettingen å utvikle funksjonalitet som kan være av verdi klinisk når dette etterhvert blir tatt i bruk av klinikken. Klinikeren vil kanskje først og fremst ha nytte av å vite om en svulst har en av de mutasjoner som i dag gir behandlingskonsekvenser. Det vil kunne ha umiddelbar nytteverdi. I tillegg vil det være av verdi å få vite hvilke kliniske studier som eventuelt pågår med de aktuelle mutasjoner, for evnt. å kunne knytte seg til dem. Videre vil det også være interessant å knytte dette til kombinasjonsbehandling, der flere gener blir behandlet samtidig. Men dette vil fortsatt være et stykke lengre fram. Tanken er å gi all informasjon etterhvert til det som kanskje kan bli et tverrfaglig behandlingsteam for hver enkelt pasient, der systematisert informasjon blir lagt fram på en så enkelt og forståelig måte som mulig, og som behandles på samme måte som annen klinisk informasjon.

Hvor lenge har du holdt på med dette feltet?
– Om en ser på arbeidet med mutasjoner, er metoder for påvisning av mutasjoner faktisk temaet i doktorgraden min, som jeg forsvarte i 1992. Så jeg har jo holdt på en stund med dette, kan en si… Men metodene har jo endret seg drastisk. Forståelsen av mutasjoner er nå i ferd med å bli revolusjonert, som følge av ny sekvenseringsteknologi, som åpner for storskala undersøkelser som tidligere ikke kunne gjøres. Det betyr at en nå kan få helt ny forståelse av hvilke mekanismer som fører til mutasjoner, og hvordan disse påvirker risiko for å få kreft.

Har du en større visjon? Hvor går veien videre?
– Dette er jo et krevende spørsmål, siden veien til en viss grad blir til mens en går, fordi forskningen definitivt er et kollektivt løft der en selv bare er en liten brikke. Men en drivkraft har hele tiden vært å forsøke å bidra til å utvikle metoder som kan komme til nytte i kreftbehandling, og der en rød tråd har vært forståelsen av endringer av DNA i kreft.

Hvor begynte det hele? Din bakgrunn er som molekylærbiolog, men nå jobber du med IT?
– Jeg har hele tiden vært interessert i metodeaspekter, og er det fortsatt. Siden feltet har vært i meget rask utvikling i de siste tiår, har min aktivitet endret seg i takt med feltet. På mange måter er biologi i ferd med å gå fra å være et fagfelt der lab-benken er det sentrale, til å bli en beregningsdisiplin. I dette ligger at det er stadig større informasjonsmengder som genereres, og stadig mer komplekse typer informasjon som skal sammenstilles. I mange sammenhenger er faktisk nå biologi drivende for utvikling på datasiden, med sine store datamengder. Etterhvert som sekvensering blir billigere og billigere, øker informasjonsmengden veldig raskt, og dette stiller store krav til både lagringssystemer, nettverk og regnekraft. Derfor er en bevegelse i retning IKT en naturlig bevegelse i takt med feltet. Og derfor samarbeider jeg tett med Universitetets IT-tjeneste (USIT) for å få gode løsninger for å kunne utføre beregninger raskt og effektivt, i sikre systemer.

Din tekniske innsikt innenfor bioinformatikk. Ser verden til Norge og til deg? Hvorfor?
– Jeg tror vel ikke at verden nødvendigvis ser så mye til meg, men jeg mener at vår aktivitetet innen statistisk genomikk er det området der vi får størst oppmerksomhet internasjonalt for tiden. Vi har utviklet mye funksjonalitet i samarbeid med et Senter for Innovasjon, kalt Statisitics for innovation, organisert fra Norsk Regnesentral, der jeg og Oslo Universitetssykehus er partner. Systemet vi har utviklet er i bruk mange steder i verden, og vi skal for eksempel gi kurs i deler av dette i USA til våren.Vi har ganske store ambisjoner for et anaysesystem vi har utviklet og fortsetter og videreutvikle for dette feltet.

Formidling; tar du oppdrag? Hvem kan kontakte deg?
– Jeg leder også kjernefasilitetet for bioinformatikk, som skal betjene Oslo-området med bioinformatikktjenester etter de behov som finnes. Personalet i denne kjernefasiliteten innehar meget sterk kompetanse innen et bredt område, og alle kan kontakte meg i denne sammenheng. Personalet gir gratis tid og råd i begrenset omfang, og kan også leies for kortere eller lengre perioder for en relativt billig penge. Jeg har også en del forskningssamarbeid innen ulike områder, og er selvfølgelig åpen for nye forslag.

Kontakt: ehovig@ifi.uio.no