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Projeto Genoma Humano

Projeto Genoma Humano. Flávia Scapin Disciplina de Genética Humana Medicina - FFFCMPA 2005. Projeto Genoma Humano. Empreendimento de caráter internacional Começa oficialmente em 1990 Previsto para durar 15 anos. Projeto Genoma Humano. Objetivos:

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Projeto Genoma Humano

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Presentation Transcript

  1. Projeto Genoma Humano Flávia Scapin Disciplina de Genética Humana Medicina - FFFCMPA 2005

  2. Projeto Genoma Humano • Empreendimento de caráter internacional • Começa oficialmente em 1990 • Previsto para durar 15 anos

  3. Projeto Genoma Humano Objetivos: • Identificar todos os genes que compõe o DNA humano • Determinar a seqüência dos 3 bilhões de pares de bases que compõe o DNA • Armazenar estas informações em bancos de dados • Melhorar as ferramentas para análise de dados genéticos • Estudar os aspectos éticos, legais e sociais de acesso às informações genéticas

  4. Projeto Genoma Humano Evolução histórica: • 1953: Watson e Crick apresentam o modelo de estrutura do DNA em dupla-hélice • 1956: Estabelecimento do número de cromossomos • A partir deste ano a genética se estabelece como especialidade clínica; • 1959: descrita a 1º síndrome cromossômica (Down). Nos anos 60 uma série de anormalidades começaram a ser descritas (nº, translocação, deficiência, mosaicos, triploidias e microdeleções).

  5. Projeto Genoma Humano Evolução Histórica: • 1960-1973: Cromossomo Filadélfia • Avanços nas técnicas de identificação de cromossomos, como a citogenética-molecular e a hibridização in situ possibilitaram um avanço na identificação de doenças.

  6. Projeto Genoma Humano Evolução Histórica: • Desenvolvimento das técnicas de mapeamento: - Mapeamento genético x mapeamento físico - Provavelmente o 1º gene a ser mapeado foi o do Daltonismo (1911-1968). - 1980:Análise de células somáticas através do uso de sondas (diretamente no gene afetado). -1983-1993: Mapeamento do 1º gene de uma doença pela técnica de marcadores de DNA (Huntington) no braço curto do cromossomo 4.

  7. Projeto Genoma Humano Evolução Histórica: • Desenvolvimento das técnicas de mapeamento: - Outras doenças importantes puderam ser mapeadas, como em 1986 a Granulomatose Crônica e Distrofia Muscular de Duchenne e em 1989 a Retinoblastia e a Fibrose Cística. - Com o mapeamento de genes foi possível traçar o perfil das doenças, a sua localização exata, seu padrão de transmissão e mutações correlatas.

  8. Projeto Genoma Humano O Projeto: • 1980: O Departamento de Energia dos EUA propõe o seqüenciamento do genoma humano devido à preocupação com mutações ocorridas devido à radiação a que seus trabalhadores estavam expostos. • 1985-1990: Discussão do PGH • 01/10/1990: foi lançado nos EUA o PGH: patrocinado pelo NIH (National Institutue of Health) e pelo DOE (Departament of Energy).

  9. Projeto Genoma Humano O Projeto: • 17 países envolvidos: Alemanha, Austrália, Brasil, Canadá, China, Coréia, Dinamarca, EUA, França, Holanda, Israel, Itália, Japão, México, Reino Unido, Rússia, Suécia.

  10. Projeto Genoma Humano • HUGO ( Human Genome Organization)- sintonizar o trabalho e organizar o conhecimento em um banco de dados. • O Comitê assessor do PGH recomendou que se fizesse o seq. a partir da construção dos mapas genéticos e físicos dos cromossomos e que fossem sendo feitos modelos de outros organismos em paralelo.

  11. Projeto Genoma Humano Início do seqüenciamento: • Anos 90= mapear primeiro, seqüenciar depois. • Tecnologias de seqüenciamento em fase de aperfeiçoamento • Financiamento substancial vindo do projeto • Frederick Sanger: 2 prêmios Nobel. Plataformas de seqüenciamento em larga escala, quase totalmente automatizadas, seqüenciamento simultâneo de 96 amostras. • Significativo efeito sobre a velocidade de geração dos dados.

  12. Projeto Genoma Humano Financiamento e competição: • 1998 surge a Celera Genomics empresa privada, comandada pelo Dr. Craig Venter, um dissidente do PGH. • Seu objetivo: seqüenciar o genoma humano, usando uma estratégia alternativa, até 2001 com 99,9% de cobertura. • Ameaça de o genoma ser patenteado e de que o direito de acesso aos dados seja restrito aos que possam pagar.

  13. Projeto Genoma Humano Anos 2000: • 20 centros de seqüenciamento gerando coletivamente 1000 bases por segundo, 24 horas por dia, 7 dias por semana • Custo para o seqüenciamento de um nucleotídeo com alta qualidade cai de US$ 10,00 para US$ 0,10.

  14. Projeto Genoma Humano Métodos de seqüenciamento: • PGH = mapeamento físico e seqüenciamento declones ordenados em BACs. • Celera = whole genome shot-gum. Todo genoma fragmentado de uma única vez, sendo seqüenciado aleatoriamente. • Mais informativa X mais rápida.

  15. Projeto Genoma Humano Resultados: • 1º organismo livre seq. foi a bactéria Haemophilus influenzae, com 1800 genes que codificam proteínas. Este seq. foi feito pelo grupo do Dr. Venter. • Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis e Treponema pallidum. • 1996- 1º eucarioto seq. completamente, o fungo Saccharomyces cereviae. • 1998- 1º organismo multicelular completamente seq., o nematoíde Caenorhabditis elegans. • 2000/ março -Drosophila melanogaster.

  16. Fevereiro 2001 • Revistas Venter et al. Colins et al.

  17. Projeto Genoma Humano Resultados: O que o projeto genoma fez foi descobrir quais eram e colocar em ordem 97% das letras (Bases) que compõem o genoma humano.

  18. Projeto Genoma Humano Tamanho do genoma: • Celera 2,91 bilhões de nucleotídeos • PGH 3,29 bilhões • Sapo Xenopus laevis 3,1 bilhões

  19. Projeto Genoma Humano A maior conclusão deste grande projeto foi explicar que a complexidade do ser humano está baseada na codificação de diferentes proteínas e não no número de genes.

  20. Projeto Genoma Humano • Elementos repetitivos: antropologia molecular, eventos únicos não-recorrentes e não-reversíveis. • Número de genes estimado após o PGH: ~30.000 genes. • O arroz tem 37.544 genes distribuídos em 389 milhões de pares de base (389 Gb). • Potencial codificador do genoma humano é um dos tópicos atuais de maior interesse. • Variação de 0,1% entre quaisquer dois indivíduos.

  21. Projeto Genoma Humano • Mesmo após o término do PGH, ainda faltavam alguns seqüenciamentos para serem completados. • Exemplo: Cromossomo X Março de 2005:Concluído o sequenciamento de 99,3% do cromossomo X

  22. Projeto Genoma Humano Brasil: • A pesquisa para desvendar o genoma começou no país em maio de 1997, quando a FAPESP organizou a rede ONSA (Organization for Nucleotide Sequencing and Analysis), instituto virtual de genômica formado inicialmente por 30 laboratórios ligados a instituições de pesquisa do estado de São Paulo.

  23. Projeto Genoma Humano Brasil: • O primeiro projeto brasileiro decifrou o material genético da bactéria Xylella fastidiosa. • O projeto foi concluído em novembro de 1999 e o país entrou para a história pelo primeiro seqüenciamento de um fitopatógeno de importância econômica.

  24. Projeto Genoma Humano Brasil: • Chromobacterium violaceum • Grande potencial biotecnológico • Compostos antibióticos e antitumorais

  25. Projeto Genoma Humano Brasil: • Técnica de ORESTES • Complementação importante das demais técnicas já existentes, transcrevendo regiões até então inacessíveis. • Emanuel Dias Neto e Andrew Simpson.

  26. Mudança de paradigmas

  27. Projeto Genoma Humano Fenótipo: o alvo da medicina • Genoma X fenótipo • Norma de reação • “nenhum gene é uma ilha”, a ação de cada gene é influenciada por todos os outros • Entendimento detalhado dos mecanismos de instalação e progressão das doenças • Variações genômicas na resposta aos agentes infecciosos, componentes da dieta e medicamentos.

  28. PGH: Farmacogenética • Diferenças interindividuais na resposta à medicamentos. • Ênfase na identificação de polimorfismos em um único gene. • Efeito farmacológico é resultante da interação de vários genes que atuam codificando proteínas envolvidas no metabolismo, transporte, distribuição e ação do fármaco Farmacogenômica

  29. Indústria Farmacêutica PGH: Farmacogenética • Surgimento de drogas a partir do genoma pode levar anos Altos Gastos Pesquisas Desenvolvimento Poucos Benefícios Instantâneos PGH  identificar a funcionalidade dos Genes Principal trabalho para a indústria farmacêutica

  30. PGH: Farmacogenética • Mais de cinco mil genes podem ser importantes na determinação de doenças • Informação do genoma humano  descoberta e desenvolvimento de drogas • Melhor compreensão das causas das doenças  novas drogas  necessidade de cada paciente • Mudanças devem levar a medicamentos com menos efeitos colaterais e custo menor

  31. Projeto Genoma Humano Genotipagem do HIV: • RNA do vírus composto por 10 000 nucleotídeos • Exame disponível para uso clínico desde 2000 • Grande impacto na sobrevida dos pacientes • Tratamentos individualizados baseados no perfil de resistência do vírus.

  32. Projeto Genoma Humano Biochips: • Estudo do transcritoma em microarrays. • Limitada para uso em processos patológicos clonais (tumores). • Identificação de quais genes estão ativos em determinado tecido. • Possibilidade de estudar vários genes de uma única vez.

  33. Perspectivas da medicina genômica

  34. “ A era da medicina genômica está aqui; o seqüenciamento do genoma humano apenas marca a cerimônia de início”

  35. www.hugo-international.org • www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/

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