„Pangenomul”, care a adunat secvențe genetice de la 47 de persoane de diverse origini etnice, ar putea extinde considerabil domeniul de aplicare al medicinei personalizate.
La mai bine de 20 de ani după ce oamenii de știință au lansat pentru prima dată o schiță de secvență a genomului uman, cartea vieții a primit o rescrie de mult așteptată.
O ediție mai precisă și mai cuprinzătoare a codului nostru genetic a fost publicată miercuri, marcând un pas major către o înțelegere mai profundă a biologiei umane și a medicinei personalizate pentru oamenii dintr-o gamă largă de medii rasiale și etnice.
Spre deosebire de referința anterioară – care s-a bazat în mare parte pe ADN-ul unui bărbat de rasă mixtă din Buffalo, cu contribuții de la alte câteva zeci de indivizi, în mare parte de origine europeană – noul „pangenom” încorporează secvențe genetice aproape complete de la 47 de bărbați și femei de origini diverse, inclusiv afro-americani, insulele Caraibelor, asiaticii de est, africanii de vest și sud-americanii.
Harta genomului renovată reprezintă un instrument crucial pentru oamenii de știință și clinicienii care speră să identifice variațiile genetice asociate bolii. De asemenea, promite să livreze tratamente care pot beneficia toți oamenii, indiferent de rasă, etnie sau ascendență, au spus cercetătorii.
„A fost nevoie de mult timp – și au făcut o treabă foarte bună”, a spus Ewan Birney, genetician și director general adjunct al Laboratorului European de Biologie Moleculară, care nu a fost implicat în acest efort. „Acest lucru va îmbunătăți înțelegerea noastră fină a variației, iar apoi această cercetare va deschide noi oportunități către aplicații clinice.”
Alimentat de cea mai recentă tehnologie de secvențiere a ADN-ului, pangenomul adună toate cele 47 de genomi unici într-o singură resursă, oferind cea mai detaliată imagine de până acum a codului care alimentează celulele noastre. Lacunele din referința anterioară sunt acum completate, cu aproape 120 de milioane de litere ADN lipsă anterior adăugate la codul de trei miliarde de litere.
A dispărut ideea unei fire totemice de ADN care se extinde la șase picioare atunci când este derulată și întinsă în linie dreaptă. Acum, referința repornită seamănă cu un labirint de porumb, cu căi alternative și trasee laterale care permit oamenilor de știință să exploreze o gamă mai largă a diversității genetice găsite la oameni din întreaga lume.
Imagine
Dr. Eric Green, director al Institutului Național de Cercetare a Genomului Uman, agenția guvernamentală care a finanțat lucrarea, aseamănă pangenomul cu un nou tip de manual de caroserie pentru atelierele de reparații auto. În timp ce înainte, fiecare mecanic avea doar specificațiile de design pentru un singur tip de mașină, acum există un plan general care acoperă diferite mărci și modele.
„Am trecut de la un model foarte frumos al Chevy-ului la acum planuri pentru 47 de mașini reprezentative de la fiecare dintre cei 47 de producători diferiți”, a spus el.
A ști ce să faci cu această Kelley Blue Book de genomică va implica o curbă abruptă de învățare. Sunt necesare noi instrumente analitice. Sistemele de coordonate trebuie redefinite. Adopția pe scară largă va dura timp.
„Facerea acestui lucru ușor de utilizat de către comunitate este o muncă de făcut”, a spus Heidi Rehm, ofițer șef de genomică la Spitalul General Massachusetts din Boston, care nu a fost implicată în proiect.
Dar, în timp util, au spus experții, pangenomul va revoluționa domeniul medicinei genomice.
„Vom avea avantajul de a ne înțelege pe noi înșine ca specie mult, mult mai bine”, a spus Evan Eichler, om de știință în genom la Universitatea din Washington. Dr. Eichler a fost printre cei peste 100 de oameni de știință și bioeticieni care au descris noua referință pangenomului în revista Nature.
Arhitecții proiectului continuă să adauge mai multe grupuri de populație, cu scopul de a include cel puțin 350 de genomi de înaltă calitate, care să cuprindă cea mai mare parte a diversității umane globale.
„Vrem să reprezentăm toate ramurile arborelui uman”, a spus Ira Hall, un genetician care conduce Centrul Yale pentru Sănătate Genomică.
Unele dintre noile genomi vor veni de la new-yorkezi care au participat anterior la un program de cercetare la Sistemul de Sănătate Mount Sinai. Dacă datele lor preliminare ADN par să reflecte anumite medii genetice subreprezentate, acele persoane vor fi invitate să participe la proiectul pangenom.
Unele lacune s-ar putea să nu fie niciodată astupate în referința disponibilă public, totuși – prin proiectare.
Încercările anterioare de a capta diversitatea genetică umană au extras adesea date de secvență de la populațiile marginalizate, fără a ține cont de nevoile și preferințele acestora. Informați de acești pași greșiți etici, coordonatorii pangenomului colaborează acum cu grupuri indigene pentru a dezvolta politici formale privind proprietatea datelor.
„Încă ne confruntăm cu problema suveranității native și tribale”, a spus Barbara Koenig, bioetician la Universitatea din California, San Francisco, care a fost implicată în proiect.
În Australia, cercetătorii încorporează secvențe de ADN de la diferite popoare aborigene într-un depozit similar care va fi combinat cu pangenomul open-source, dar apoi păstrat în spatele unui firewall. Potrivit lui Hardip Patel de la Centrul Național pentru Genomica Indigenă din Australia din Canberra, oamenii de știință intenționează să se consulte cu liderii comunității despre dacă sau cum să facă datele accesibile prin cerere.
Unii susținători indigeni doresc să vadă proiectul pangenomului să meargă mai departe. Keolu Fox, un om de știință în genomică de la Universitatea din California, San Diego, care este originar din Hawaii, a sugerat pregătirea următoarei generații de oameni de știință indigeni pentru a avea o mai mare influență asupra datelor genomice.
„Este în sfârșit timpul să descentralizăm puterea și controlul și să le redistribuim între comunități”, a spus dr. Fox.
