Decifrar os últimos 8% do genoma humano poderia iluminar quantas doenças se desenvolvem e porque é que algumas pessoas estão em maior risco.
O que significa a sequenciação completa do genoma humano para a saúde?
Por Damian McNamara, MA
7 de Abril de 2022 C Enquanto os cientistas celebram a junção das últimas peças do genoma humano C uma grande realização nas décadas em que se fez C, o resto de nós interrogamo-nos sobre o que esta descoberta poderia significar para a nossa própria saúde e bem-estar.
Espera-se que desta nova investigação resultem avanços no diagnóstico e tratamento de cancros, perturbações do desenvolvimento, infertilidade, e muitas doenças impulsionadas por alterações genéticas, dizem os especialistas.
"Aleluia. Acabámos finalmente um genoma humano. Este é o início de uma transformação, não só para a investigação genómica mas também para a medicina clínica", disse Evan Eichler, PhD, que falou numa conferência de imprensa patrocinada pelo Instituto Nacional de Investigação do Genoma Humano.
"Isto vai ter impactos substanciais para a investigação básica e genómica clínica avançarem", disse Karen Miga, PhD, directora do Laboratório Miga da Universidade da Califórnia, Santa Cruz.
Miga é outro investigador principal envolvido na investigação do Consórcio Telomere-to-Telomere (T2T), que juntou centenas de investigadores no projecto. O nome T2T faz sentido porque os telómeros são as pontas dos fios de ADN, e mapear todo o genoma humano significa organizar os nossos genes de uma ponta à outra.
Para além de cartografar novos segmentos destes blocos de construção do corpo humano, os investigadores também revelaram segmentos de ADN em centrómeros. Os centrómeros estão localizados onde os braços dos cromossomas são apertados no meio para formar uma forma X.
Os genes dos centrómeros são importantes sempre que as nossas células se dividem e estão associados ao cancro, a questões de desenvolvimento e infertilidade", disse Miga.
Condições como o cancro ou a síndrome de Down estão ligadas a estas áreas do genoma, disse Eichler, um autor sénior de algumas das pesquisas publicadas simultaneamente como cinco estudos na revista Science.
Devido aos avanços da tecnologia, os cientistas podem agora reunir regiões mais longas do genoma que contêm muitas secções repetidas e semelhantes, pela primeira vez. Um dos investigadores, Michael Schatz, PhD, partilhou uma analogia. Há quase 2 décadas, era como montar um puzzle de 1.000 peças onde muitas das peças tinham o mesmo aspecto, como por exemplo, apenas o céu azul. Agora que se podem mapear sequências de ADN mais longas, é mais como montar um puzzle de criança com peças gigantes, e que mostram o céu azul, nuvens, e montanhas.
Perguntado quando será usada a informação do novo genoma para orientar a medicina, "Já está a acontecer", disse Schatz, professor de informática e biologia na Universidade Johns Hopkins em Baltimore, durante o briefing.
Saber que variante tem nos genes herdados dos seus pais e que variantes estão no cancro "é incrivelmente importante para o tratamento", disse ele. "Com o cancro da mama, por exemplo, dependendo dos conjuntos particulares de mutações envolvidas, poderá receber uma quimioterapia versus outra".
"Portanto, já estamos a ver isto no cancro e noutras doenças com fortes componentes genéticos", disse Schatz.
"Haverá também um futuro onde as nossas sequências informarão profundamente as nossas conversas com os prestadores de cuidados de saúde, ajudando-nos a conhecer melhor a nossa saúde e o nosso bem-estar", disse Eric Green, MD, PhD, director do Instituto Nacional de Investigação do Genoma Humano.
Contraste e Comparação
Ter um mapa completo de um genoma humano significa que pode ser utilizado como referência e comparado com outros.
"Uma das grandes pistas que temos sobre quais genes e variantes são clinicamente relevantes é um desenho experimental realmente simples. Pegamos em milhares de pessoas que têm uma doença e em milhares de pessoas que não têm a doença e procuramos sistematicamente através dos seus genomas", disse Schatz.
O passo seguinte é descobrir se as pessoas com a doença têm mais ou menos probabilidades de ter certas variações, disse Schatz. O sucesso depende realmente de se ter uma visão completa, abrangente e precisa das variações, disse Schatz.
"Usando este novo genoma completo como referência, será agora possível compreender como as variações nestas sequências tecnicamente desafiantes contribuem para as características e doenças humanas, bem como como foram moldadas pelas forças da evolução ao longo da história humana", disse Rajiv McCoy, PhD.
Mais cérebros, por favor
A tecnologia mais recente que permite aos investigadores analisar segmentos de ADN mais longos está a revelar novos conhecimentos, inclusive para pessoas com cancro da mama.
"Estamos a encontrar variantes que nunca foram vistas antes", disse Schatz. "Não posso dizer agora que estas novas variantes são causais, mas o facto de haver novas variantes apenas acessíveis com esta nova tecnologia é para mim muito excitante".
Mesmo com os potenciais ganhos na medicina clínica, "o mais interessante para mim são estas regiões transportarem genes que nos tornam unicamente humanos", disse Eichler. Cerca de metade dos genes que nos dão um cérebro maior do que os símios vêm especificamente destas regiões, por exemplo, disse ele.
Variedade É a Especiaria da Vida?
Embora 8% possa parecer uma pequena percentagem, disse Schatz, quando ele e colegas compararam 3.202 genomas com este novo mapa de referência, descobriram mais de 1 milhão de variantes.
"Agora que sequenciámos completamente o primeiro genoma humano e estamos a começar nos próximos 100, estamos a começar a ver variações e variações incríveis que eram em grande parte imprevistas", disse Eichler.
A primeira aplicação será que haverá menos erros nos actuais testes e investigação genética clínica, disse McCoy, um professor assistente de biologia na Universidade Johns Hopkins.
Mais adiante, disse McCoy, "é provável que os cientistas identifiquem variações genéticas que contribuam tanto para doenças raras como comuns em algumas destas regiões que anteriormente estavam escondidas, o que poderia abrir o caminho para novos diagnósticos e terapias".
Aprofundando na Diversidade Humana
Os cientistas também planeiam sequenciar centenas de genomas de pessoas de diversas populações de todo o mundo através do Human Pangenome Reference Consortium. Um dos objectivos é comparar estes genomas com genomas de referência para melhor compreender a diversidade humana.
"Esta realização conduzirá também a conversas francas e significativas sobre equidade e acesso à saúde, bem como sobre como continuar a construir recursos genómicos livres de preconceitos e subrepresentação", disse Green. Historicamente, os estudos genéticos têm sido criticados por não representarem as populações globais.
"Embora as potencialidades sejam ilimitadas, há muito trabalho a ser feito para um futuro onde os benefícios da sequenciação telómero-a-telómero estejam disponíveis e acessíveis a todos", acrescentou Green
Avançar
A linha temporal para outras formas em que a realização se aplicará à medicina é difícil de prever, disse McCoy, mas é "provável na escala do próximo ano ou dois".
Green acrescentou: "A coisa excitante que vejo em como isto se pode ligar à saúde é este futuro da medicina, onde acreditamos que um dia C e já está a começar a acontecer, os médicos C irão utilizar as sequências do genoma para adaptar os cuidados médicos dos seus pacientes".
Este é um primeiro passo, disse ele, ao dar aos médicos uma "visão completa dos pacientes".
Dentro de 10 anos, "quero ver isto como um teste de rotina, com menos de 1.000 dólares, que pode entrar numa clínica e obter todo o seu genoma sequenciado para permitir esta medicina de precisão", disse Adam Phillippy, PhD, chefe da Secção de Informática Genómica dos Institutos Nacionais de Investigação do Genoma Humano.
O objectivo não é apenas catalogar os genes, mas olhar para a sua função.
"Ao levar a tecnologia genómica para este novo espaço e tentar descobrir como são regulados na saúde e na doença é um passo realmente importante a seguir", disse Miga.
"Desde que as pessoas têm conhecimento do ADN e da sua importância, existe este anseio de saber qual era a sequência genética completa, e agora temo-la para um único genoma", disse Schatz.
Os efeitos das grandes imagens vão para além dos seres humanos para toda a vida na Terra, acrescentou ele.
"Estou tão incrivelmente entusiasmado com as aplicações na saúde humana, compreendendo as populações, olhando de forma muito ampla através da árvore da vida para todas as plantas, animais, vírus, fungos C tudo no planeta".
