Podcast #VociCuAutoritate COVID-19
Podcast #VociCuAutoritate COVID-19

#BiotechWeek2020. Dr. Eric Green, pionier al Proiectului Genomului Uman: „Genomica a devenit parte din societate”

mm
30 Sep 2020
165 Views

Centrul pentru Inovație în Medicină (InoMed) marchează Săptămâna Europeană a Biotehnologiei 2020 (28 Septembrie – 2 Octombrie) prin ediția a 5-a a Conferinței de Medicină Personalizată, desfășurată online în contextul pandemiei COVID-19, precum și prin derularea unei campanii de comunicare asupra beneficiilor biotehnologiei în domeniul sănătății.

Pornind de la tema Săptămânii Europene Biotech, “Inovația este în genele noastre”, ediția din acest an a conferinței a beneficiat de prezența expertului în domeniul genomicii, Dr. Eric Green, directorul Institutului Național pentru Cercetarea Genomului Uman din SUA. Dr. Green, care a fost implicat de la început până la sfârșit în The Human Genome Project, ne-a împărtășit o parte din experiența sa personală, precum și principalele direcții în domeniul biotehnologiei și perspectivele actuale și viitoare în genomică.

abonare
Dr. Marius Geantă, Președintele Centrului pentru Inovație în Medicină, în discuție cu Dr. Eric Green, directorul Institutului Național pentru Cercetarea Genomului Uman din SUA

Dr. Marius Geantă, Președintele Centrului pentru Inovație în Medicină, în discuție cu Dr. Eric Green, directorul Institutului Național pentru Cercetarea Genomului Uman din SUA

Dr. Green a atins trei puncte importante în prelegerea sa: istoria genomicii, realitățile actuale și oportunitățile genomicii umane, precum și noua viziune strategică a institutului pe care îl conduce, care va fi publicată la sfârșitul lunii octombrie. 

Progresele primelor trei decenii de istorie a genomicii

E greu de spus cu precizie care a fost momentul de început al genomicii. În opinia Dr. Green, descoperirea structurii de dublu helix al ADN-ului la începutul anilor 1950 reprezintă un moment cheie pentru ceea ce a dat naștere unor idei și descoperiri în următoarele decenii, ce au condus către domeniul genomicii. În mai puțin de un deceniu s-a ajuns la elucidarea modului de transcriere a informațiilor genetice în proteine. Apoi, anii 1980 au fost un alt punct de cotitură prin dezvoltarea tehnologiilor și a metodelor de manipulare a ADN-ului în vederea studierii acestuia în laborator. Odată cu progresul tehnologic, ideea de a studia întregul ADN al unui organism a început să pară realizabilă, iar la sfârșitul anilor 1980, ideea a început să capete contur, și odată cu ea, și domeniul genomicii.

Cuvântul genomică a fost pentru prima oară utilizat în anul 1987, descriind o nouă disciplină care analizează, cartografiază, secvențiază și caracterizează genomurile. Atunci a luat naștere practic domeniul, în urmă cu peste trei decenii.

Dorința de realiza caracterizarea completă a aproape trei miliarde de structuri care alcătuiesc genomul uman, a necesitat o colaborare internațională impresionantă. Astfel a luat naștere în 1990 Proiectul Genomului Uman (Human Genome Project), al cărui scop și mărime a fost atipic – un proiect științific impresionant de mare, bazat pe colaborare internațională, cu un obiectiv stabilit pe termen scurt. De asemenea, a fost remarcabil deoarece a fost încununat de succes, chiar mai mult decât era prevăzut, reușind îndeplinirea obiectivului într-un timp record de 13 ani. 

Puteți urmări întreaga Sesiune Specială din cadrul Conferinței de Medicină Personalizată 2020, prezentată de Dr. Eric Green.

Odată cu entuziasmul reușitei proiectului, a venit și realizarea că acesta este abia începutul și că succesul trebuie transpus în practică, reușind secvențierea genomică de rutină a oamenilor. Datorită progreselor tehnologice importante, acest lucru este astăzi capabil, într-un timp mult mai scurt și la un cost rezonabil, de un milion de ori mai ieftin decât inițial.

Una dintre motivațiile proiectului genomului uman încă de la început a fost obținerea de informații noi despre substratul genetic al oamenilor, și abilitatea de a folosi aceste date individuale ale pacienților pentru a ghida managementul terapeutic al fiecărui individ.

“Ceea ce înțeleg eu prin medicină genomică este această disciplină medicală, aflată în plin progres, care își propune să utilizeze informațiile despre genomurile pacienților în planificarea conduitei terapeutice, nemaitratând pacienții pe baza modului general de prezentare al unei boli, ceea ce duce la o abordare terapeutică generală, universal valabilă. Dimpotrivă, genomica ne ajută să recunoștem că fiecare pacient este ușor diferit și, dacă putem cultiva datele despre aceste diferențe, atunci putem ghida și tratamentul”, consideră Dr. Eric Green.

Drumul spre o medicină genomică va semăna cu cel parcurs spre îndeplinirea obiectivului proiectului genomului uman, și se va încheia atunci când vom putea utiliza genomica pe scară largă, în practica medicală din întreaga lume. Spre deosebire de secvențierea genomului uman, care poate fi comparată cu un sprint, medicina genomică este un maraton, un proiect pe termen lung, mult mai complicat de realizat, și care va necesita mulți pacienți, multe discipline, țări și cercetători, care vor alerga umăr la umăr, timp de mulți ani, pentru a reuși.

Progresul tehnologic, care a făcut posibilă secvențierea unui număr impresionant de genomuri umane, ne-a făcut să ne întrebăm cum ne diferențiem. Suntem identici în proporție de 99,9% la nivel de secvență genetică, ceea ce înseamnă însă că una dintr-o mie de baze azotate diferă. Raportat la întregul genom, asta înseamnă trei până la cinci milioane de diferențe posibile între fiecare dintre noi. Astfel că acum începem să ne întrebăm cum influențează aceste diferențe funcționarea genomului, și, în consecință, biologia.

Multe dintre răspunsurile obținute sunt în domeniul bolilor genetice rare, cauzate de mutații singulare. Complexitatea însă se regăsește la bolile mai comune, precum hipertensiunea arterială, diabet, Alzheimer, autism etc, unde sunt implicate gene multiple și există influențe din partea mediului și factorilor sociali. Aceasta rămâne una dintre cel mai mari provocări ale geneticii și genomicii în continuare.

Medicina genomică este implicată și în practica medicală de rutină, în domenii precum cancerul. Am reușit să secvențiem genomurilor unor tipuri de tumori și am aflat suficient de multe date despre baza genomică a cancerului, astfel încât acestea să influențeze deciziile terapeutice. Un alt domeniu în care genomica și-a găsit deja aplicabilitate este în alegerea medicamentelor și în farmacologie, existând deja o ramură numită farmacogenomică, în care medicamentele sunt țintite unor anumite categorii de pacienți. Informațiile genomice ne ajută să selectăm posibile tratamente mai potrivite pentru un pacient, deorece fiecare dintre noi purtăm anumiți markeri metabolici care influențează răspunsul terapeutic.

O altă aplicație clinică a genomicii medicale este secvențierea genomică în cazul unor pacienți cu afecțiuni extrem de rare, aproape imposibil de diagnosticat în trecut. Acest lucru se întâmplă frecvent în unitățile de terapie intensivă pentru nou-născuți, unde secvențierea genomică se poate realiza și în câteva zile, sau în cazul femeilor însărcinate, permițând diagnosticul prenatal al unor boli genetice.

Biotechweek2020 - medicina genomică

Realități actuale ale genomicii

Dr. Green a atenuat puțin din entuziasmul cu care a vorbit despre istoria recentă a genomicii prin patru exemple ce ilustrează realitatea și punctul în care ne aflăm în prezent.

În primul rând, putem genera secvența unui genom uman destul de ușor, chiar și în 24 de ore. Însă, deși putem face acest lucru, și putem depista acele milioane de diferențe interpersonale, nu suntem capabili să le înțelegem pe toate, ci doar o parte; iar în cazul multora, nu știm nici măcar dacă au relevanță clinică sau nu. Așa că, de fapt, înțelegerea genomului unui pacient nu este atât de ușoară. La nivel mondial, se depun eforturi pentru ca acest proces să fie realizat de rutină, pentru a obține o bază de date cât mai mare, și astfel, o bibliotecă imensă de informații care să fi studiate și înțelese.

O altă realitate este că domeniul genomicii s-a mutat de la nivel științific și academic, în practica medicală, schimbându-și astfel relevanța. Secvențierea genomică a devenit parte a societății noastre, și odată cu aceasta, vin și responsabilități substanțiale  privind discriminarea, dreptul de proprietate al datelor. Pe măsura ce genomica a pătruns în practica medicală, a devenit un domeniu mai complicat. Trecând de la o disciplină științifică la un ecosistem social care include sistemul de sănătate,  vin responsabilități privind etica și reglementarea domeniul de activitate.

A treia realitate actuală este legată de medicina de precizie, care înseamnă mai mult decât medicina genomică: se referă la combinația între modul în care variantele genomice individuale, stilul de viață și factorii de mediu la care suntem expuși, conlucrează și ne influențează. Deși încă nu avem tehnologia necesară pentru a înțelege influențele socio-comportamentale în modul în care reușim să depistăm diferențele  genomice, în ultimii ani, au început totuși să apară progrese prin diverse dispozitive (de ex. smartphone), senzori, etc.

Odată cu tehnologiile mai performante vom fi capabili să măsurăm impactul stilului de viață  și vom putea corobora informațiile acestea cu variabilitatea genomică, pentru a avea o imagine cât mai completă asupra tuturor factorilor care ne influențează starea de sănătate. Punând cap la cap toate aceste informații, vom putea crea baze de date uriașe, ceea ce ne duce la cea de-a patra realitate din ziua de azi. Tot mai multe țări din lume au  început deja programe majore de cercetare în acest sens (de ex. The Humane Genome Project, International Cancer Consortium, etc.). Este însă nevoie de colaborare internațională și punerea laolaltă a acestor studii, pentru a face din medicina de precizie o realitate.

Biotech Week 2020 Medicina genomică

Noua strategie de viziune în domeniul genomicii

Pe 28 octombrie, atunci când vom  aniversa 30 de ani de la lansarea proiectului genomului uman, se va lansa un document de poziție al Institutului Național pentru Cercetarea Genomului Uman din SUA privind noua viziune strategică. Anunțul a fost făcut de Dr. Green, directorul institutului.

Atunci când a fost lansat proiectul, acesta avut un obiectiv clar: secvențierea genomului uman; însă ulterior, odată cu cercetarea în domeniul geneticii cancerului și în domeniul microbiomului uman, au apărut noi domenii de interes. În 2003 a fost publicată viziunea strategică a institutului asupra viitorului genomicii umane, actualizat ulterior în anul 2011. Aceste documente ne-au ajutat să avansăm în era genomicii umane, conform spuselor Dr. Green. Progresele majore din ultimii ani, au dus la necesitatea unei noi actualizări a acestei viziuni, generând noul document de poziție, la care au contribuit mii de cercetători timp de peste 2 ani.

Noua viziune strategică cuprinde patru categorii principate aflate la baza genomicii umane, în contextul realităților cu care ne confruntăm. Categoriile se bazează pe principii și valori esențiale genomicii umane, mergând de la schimbul de date, la probleme precum diversitatea, libertatea de acces la servicii medicale și alte implicații sociale ale genomicii. Toate acestea pornesc de la asumarea responsabilității pentru ceea ce se întâmplă în domeniul genomicii din partea celor care se folosesc de informațiile generate de acest domeniu.

Documentul atinge de asemenea subiectul unor bariere care trebuiesc depășite pentru ca genomica să devină universal valabilă și mai ușor accesibilă, printre care, costul ridicat al secvențierii genomului uman.

Documentul de poziție se încheie prin zece previziuni asupra viitorului genomicii umane în următorii 10 ani. Dr. Green nu a dorit să detalieze previziunile, însă a ținut să precizeze că, deși nu crede că toate se vor îndeplini, chiar și una, două sau trei sunt suficiente pentru a considera un viitor de succes în domeniul genomicii.

Dr. Green a încheiat intervenția sa specială printr-o chemare la solidaritate socială: Viitorul medicinei va beneficia de pe urma genomicii, însă sunt necesare eforturi comune ale cercetătorilor, medicilor și societății.

Citește și: