“Vamos mapear a diversidade genômica e tornar a ciência mais equitativa”, disse um líder do genoma humano

Karen Miga se apresenta como a “bióloga satélite” e tem sua justificativa. É pesquisadora e professora da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, Estados Unidos, e estuda o “DNA satélite” das células. É sobre o DNA repetido que forma uma banda de satélite. Embora pareça uma questão distante para a vida cotidiana, com seu esforço e dedicação a esse assunto, a Dra. Miga fez outro feito científico possível em todo o mundo: eles descreveram o primeiro sequenciamento de todo o genoma humano. Contou com a colaboração de 100 pesquisadores.

A conquista incluiu regiões do DNA da espécie humana nunca vistas antes que estão relacionadas a doenças como distrofia muscular e alguns cânceres, entre outros, e ao desenvolvimento cerebral. Envolverá mais informações para que o progresso possa ser feito no desenvolvimento de diagnósticos e diagnósticos cada vez mais personalizados métodos de tratamento para pacientes.

Na década de 1990, diferentes grupos de pesquisadores decodificaram o genoma de uma bactéria, um fermento e um verme. Entre 2000 e 2003, os cientistas americanos Francis Collins, do setor público, e Craig Venter, de uma empresa privada, tanto os rascunhos quanto os trabalhos finais sobre a decifração do genoma humano com diferentes metodologias foram anunciados com alarde. Pesquisadores do Reino Unido, França, Japão, Alemanha e China também colaboraram nesses. Mais de $3 bilhões foram alocados para ler todas as letras do DNA de uma pessoa.

Mas, na realidade, aqueles que se concentraram na espécie humana só obtiveram uma “imagem” precisa de 92% do genoma em 2003. Os 8% restantes eram complexos demais para que a tecnologia da época pudesse decodificar, e essa porcentagem permaneceu excelente. Nessa “ladeira”, Karen Miga e seus colaboradores trabalharam.

“Comecei minha carreira científica como estudante no laboratório do cientista Evan Eichle r durante o lançamento do primeiro projeto de genoma humano em 2001", disse ele à Infobae. Esse pesquisador, acrescentou, “teve a visão e fez seu esforço para completar o genoma humano de referência, e isso moldou minha visão da genômica muitos anos antes do Consórcio Telômero para Telômero ser formado”. O Consórcio começou a operar em 2019.

Miga reconheceu: “Descobri meu amor por DNAs de satélite, repetições em tandem nas lacunas persistentes do nosso genoma, com Hunt Willard como tutor. Finalmente, fiz meu treinamento de pós-doutorado com David Haussler e Jim Kent, reconhecidos por ingressar no primeiro genoma humano através do esforço público e por sua paixão em compartilhar esses recursos de forma ampla e aberta. Em geral, tive uma visão única do projeto do genoma humano, do passado, do presente e do futuro. É uma honra ser uma pequena parte desse legado.”

O genoma humano é composto por pouco mais de seis bilhões de letras individuais de DNA, espalhadas por 23 pares de cromossomos. Oitenta por cento do genoma pendente continha sequências altamente repetidas e as descartou em grande parte como DNA “lixo”. Entre as regiões repetidas estavam as partes que mantêm as duas cadeias dos cromossomos juntas e que desempenham um papel crucial na divisão celular. Também havia “peças” que dão instruções para as fábricas de proteínas da célula e outras que incluem genes que podem ajudar as espécies a se adaptarem. E não se sabia qual era a ordem correta de todas aquelas peças repetidas.

Houve outro problema ao chegar ao genoma inteiro. A maioria das células contém dois genomas, um do pai e outro da mãe. Ao tentar montar todas as peças, as sequências de cada pai podem ser misturadas, e a variação real dentro de cada genoma individual foi escondida.

O Dr. Eichler, que faz parte do Howard Hughes Medical Institute, teve a ideia de obter um genoma completo sequenciando apenas um dos genomas em vez de resolver dois ao mesmo tempo. Para isso, ele usou um conjunto de linhagens celulares, que estava sendo estudado pelo geneticista da Universidade de Pittsburgh, Urvashi Surti: devido a uma falha no desenvolvimento normal, essas células têm duas cópias do DNA do pai e nenhuma da mãe. Essa linha celular é o que tornou possível - em grande medida - a nova montagem do genoma.

Outras mudanças também contribuíram para o avanço. Durante essas duas décadas, houve inovação no desenvolvimento de equipamentos de sequenciamento de genes fabricados pela Oxford Nanopore Technologies e Pacific Biosciences. Com Adam Phillippy, o Dr. Miga promoveu a criação do consórcio Telômero para Telômero em 2019, vendo que a tecnologia já estava em vigor que permitia que um milhão de letras de DNA fossem lidas com precisão de cada vez para entender as partes mais difíceis do genoma.

Além do conjunto de linhagens celulares, do novo equipamento e do trabalho colaborativo de mais de 100 pesquisadores, desta vez o sequenciamento completo do genoma também teve a marca de uma mulher como líder. Você notou a diferença? , perguntou a Infobae à Dra. Miga. Ele apenas respondeu: “Estou muito feliz em representar nosso consórcio, junto com os outros Telômeros dos líderes dos Telômeros, Adam Phillippy e Evan Eichler. Publicamos seis artigos com todo o genoma. Cerca de metade dos autores são mulheres e estamos comemorando as conquistas de um grande número de cientistas em estágio inicial”.

Dificilmente se falará mais sobre “DNA lixo” após os 6 trabalhos publicados pelo consórcio na revista Science. “'DNA indesejado' é apenas uma maneira de descrever o DNA cuja função não entendemos muito bem. Esperamos que este mapa abrangente ajude os pesquisadores a encontrar novos significados e funções nessas regiões anteriormente ignoradas”, disse Miga. A possibilidade de encontrar mais respostas para diferentes doenças já está aberta.

“A possibilidade de estudar cada base de genomas inteiros (ou telômeros por telômeros) levará a novas descobertas genéticas que, em última análise, melhorarão nossa compreensão da saúde e da doença humanas”, disse ela. “As novas regiões fornecem mapas que podem ser úteis na compreensão de anormalidades cromossômicas estruturais comuns observadas na população em geral, como translocações robertsonianas que afetam os braços curtos de cromossomos acrocêntricos, que acabam de ser publicados pela primeira vez como parte de nosso estudo” comentou.

Além disso, acrescentou, “esperamos ter mapas de todas as regiões centroméricas, ou lugares que são importantes para nossos cromossomos se separarem corretamente toda vez que uma célula se divide, poderia nos ajude a entender aneuploidias, como trissomia 21 ou síndrome de Down, ou outros erros comuns nos números de cópias cromossômicas em cânceres e desenvolvimento inicial”.

Enquanto isso, a Dra. Miga não está satisfeita com todo o genoma humano. “Vamos gerar mapas com diversidade genômica global para tornar a ciência mais equitativa.” O fato é que o genoma decodificado em 2003 foi baseado apenas nas amostras retiradas de apenas 11 indivíduos. Juntamente com o Dr. Eichler, eles lançaram o Projeto Pangenoma Humano. É financiado pelo Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano dos Estados Unidos (NHGRI) em Bethesda, Maryland, com $30 milhões. Eles estão procurando um sequenciamento detalhado do genoma, incluindo 350 pessoas de diferentes origens étnicas.

“A ideia é gerar mapas mais completos dos genomas humanos em todo o mundo. Isso aumentará a diversidade genômica para tornar a ciência mais equitativa. Nosso objetivo é gerar os mapas em vez de decifrar os resultados”, disse. Todos os dados serão compartilhados e a medicina genômica pretende ser mais equitativa com toda a humanidade. “Para explicar a diversidade total da variação genética humana, o Human Pangenome Consortium juntou-se ao Telomere by Telomere Consortium para construir uma coleção de genomas de alta qualidade de diversas populações. Será um objetivo fundamental nos próximos anos”, disse Miga. “É importante acertarmos, e nossa equipe se concentra na qualidade para garantir que esse recurso tenha um benefício amplo”, disse.

O Pangenome está sendo feito de uma maneira diferente dos projetos anteriores. Dentro da equipe, há especialistas em bioética que monitoram cada etapa para garantir que altos padrões de ética em pesquisa sejam atendidos. Além disso, todos os 350 genomas virão de linhas celulares que contêm cópias de ambos os pais. Isso significa que eles precisam usar ferramentas de computador complexas para separar genomas e garantir que eles capturem a variação estrutural com precisão. Eles já completaram 70 genomas dentro dessa iniciativa. O objetivo é terminar 350 até 2024.

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