Projeto Genoma Humano

Mapear o patrimônio genético do Homem Projeto Genoma Humano Objetivo Mapear o patrimônio genético do Homem

Projeto Genoma Humano Avanço na Medicina O Começo do Fim! Por quê? Preventiva Diagnóstico (específico, sensível, efetivo e seguro) Tratamento (desenhos de fármacos específicos)

Projeto Genoma Humano 1980- O Departamento de Energia dos EUA propõem do sequenciamento do genoma humano devido a preocupação de mutações ocorridas devido a radiação que seus trabalhadores estavam expostos.

Projeto Genoma Humano Década de 1980- Primeiras discussões  PGH; 1984- PG: EUA  mapear patrimônio genético humano. Japão e Austrália: organismo de coordenação internacional HUGO (Human Genome Organization)  facilitar e coordenar  mapear, sequenciar e analisar: genoma humano e sua aplicação; 1990- PGH internacional: pesquisadores americanos e europeus.

Projeto Genoma Humano 1988- acreditava-se que o mapeamento e o seq. completo do genoma humano seria possível ser feito em 10-15 anos (2005), com um custo de $200 milhões de dólares as ano liberado pelo congresso nacional americano. 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.

Projeto Genoma Humano 1985-1990- Discussão do PGH 01/10/1990: foi lançado nos EUA do PGH: patrocinado pelo NIH (National Institutue of Health) e pelo DOE (Departament of Energy). Foi criado o grande consórcio mundial para o seq. do genoma humano formado pela Europa, Japão e Austrália. HUGO ( Human Genome Organization)- sintonizar o trabalho e organizar o conhecimento em um banco de dados.

Projeto Genoma Humano Quem participa do PGH ? Setor Público  dados - qualidade e precisão: detalhes das células humanas. Setor Privado  genes interessantes. 18 Países : Alemanha, Austrália, Brasil, Canadá, China, Coréia, Dinamarca, EUA, França, Holanda, Israel, Itália, Japão, México, Reino Unido, Rússia, Suécia e União Européia.

MAPEAMENTO E SEQUENCIAMENTO DO GENOMA GENOMA: DNA  células - determinado organismo. Mapeamento  Divisão dos cromossomos  fragmentos menores  propagados, caracterizados e ordenados  respectivas posições nos cromossomos. Sequenciamento  Seqüência de bases  fragmentos de DNA já ordenados  genes na seqüência do DNA.

VANTAGENS DO PGH Doençasfator genético; Tecnologias clínicas  diagnósticos de DNA; Terapiasnovas classes de remédios; Técnicas imunoterápicas;

Projeto Genoma Humano Prevenção Doenças condições ambientais: mal de Alzheimer, hipertensão, obesidade, artrite reumática, suscetibilidade ao câncer de mama e ovário, osteoporose, câncer do cólon, doenças cardiovasculares, mal de Parkinson, calvície; Genes defeituosos  Terapia Gênica Drogas medicinais  organismos geneticamente alterados

COMO É FEITO O SEQUENCIAMENTO Projeto Genoma Humano COMO É FEITO O SEQUENCIAMENTO Mapeamento Sequenciamento Etapas do Sequenciamento Picotando o DNA Clonagem Marcação com Fluorencência Separação Leitura

Ver animação!!! 1. Picotando o DNA 4. Separação 2. Clonagem Fig . 1 : Bases nitrogenadas do DNA Fig . 3: Fragmentos de DNA separados pelo tamanho 2. Clonagem 3. Marcação com Fluorescência 5. Leitura Fig . 2 : Cromatograma de 4 cores Fig . 4 : Dados processados

Projeto Genoma Humano Os resultados são mostrados num cromatograma de quatro cores. Depois os computadores reunem as sequências em longos e contínuos trechos.

Projeto Genoma Humano 1º organismo livre seq. foi a bactéria Haemophilus influenzae, com 1800 genes que codificam proteínas. Este seq. foi feito pelo grupo do J. Craig Venter utilizando a técnica de aproximação. Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis e Treponema pallidum. 1996- 1º eucarioto seq. completamente, o Saccharomyces cereviae. 1998- 1º organismo multicelular completamente seq. foi o nematoíde Caenorhabditis elegans. 2000/ março – Drosophila melanogaster.

Projeto Genoma Humano Inspirado nos resultados dos seq. anteriores, Venter e colaboradores criaram a companhia privada para sequenciar o genoma humano (Celera Genomics Inc) Técnica para seq é por aproximação, clonagem ao acaso. Os dados eram fornecidos a investigadores acadêmicos, laboratórios não farmacêuticos, sob uma taxa bastante considerável. O consórcio mundial para o seq do PGH aceita o desafio competitivo e acelerou o seq com a ajuda de vários laboratórios (EUA, Inglaterra, Japão, França e Alemanha sob a direção de Francis Colins. Técnica para seq é por sobreposição de clones Os resultados eram de domínio público.

Projeto Genoma Humano 26 de junho de 2000 Na Casa Branca, Colins e Venter anunciaram a conclusão inicial do PGH O grupo do Colins publicou na “Nature” O grupo do Venter publicou na “Science” A maior conclusão deste grande projeto foi explicar que a complexidade do ser humano esta baseada codificação de diferentes proteínas e não no número de genes.

Venter et al. Colins et al.

Projeto Genoma Humano O sequenciamento do genoma humano não corresponde ao genoma específico de determinada pessoa. É importante saber que até o presente foi feito apenas um sequenciamento rascunho

Sequenciamento dos genes “É cada vez maior o esforço dos cientistas para colocar à disposição um número crescente de genomas inteiros sequenciados dos mais diferentes organismos.”

Fig.7 : Representação do mapeamento genético no cromossomo humano

Projeto Genoma Humano O DNA humano é formado por 3.1 bilhões de pares de base, com 4 nucleotídeos diferentes (A, C, G, T). Essas combinações se repetem ao longo do genoma em diferentes ordens para formar aa, que combinado formaram as proteínas necessárias. Ele é formado por grandes desertos e alguns oásis. Só 3% do DNA contém regiões codificadoras (centrais). O genoma humano é idêntico em 99,9%, os 0,1% é que traz as variações e pistas de muitas doenças “A complexidade dos seres humanos surgiu de alguma outra fonte” Colins 12/02/01

Projeto Genoma Humano PGH- Resultados Total de espécies já sequenciadas- 908 (NCBI- fev/2002) 70 genomas bacterianos (13 archae e 57 bact); 695 genomas de vírus, retrovirus, etc; 39 plasmídeos 15 eucariotos 307 organelas Atualmente: dos 70 genomas bacterianos 7 foram feitos através do consórcio e 1 foi brasileiro. Existem 107 genomas em andamento (15 dop consórcio e 5 brasileiros) out/2001- seq completo de rato pelo grupo Celera.

Projeto Genoma Humano O Brasil também participa do Projeto Genoma Humano . As principais iniciativas tomadas foram a da clonagem dos genes pelo laboratório da pesquisadora Mayana Zatz; Projeto Genoma Humano do Câncer está em andamento graças a união da Fapesp, Instituto Ludwig, Unicamp, EPM e da Faculdade de Medicina da USP; O Genoma Cana leva o Brasil a liderar a pesquisa em genoma de plantas (Copersucar à FAPESP em 1998) O seqüenciamento de uma praga de lavoura de laranja chamada de Xylella fastidiosa.

Projeto Genoma Humano

Câncer e o Projeto Genoma Fig . 8 : Representação da porcentagem dos tipos de câncer

Genoma Câncer Pretende gerar entre 500mil e 700mil sequenciamentos Acesso a regiões codificadoras ainda não exploradoas Elucidação no sequenciamento genético do Homo sapiens Descoberta (???) da cura do câncer

Projeto Genoma Humano O Futuro: A Medicina do Século 21 Saber a função de todas essas proteínas Saber as variações, padrões, estruturas e fenótipos Identificar alelos para suscetibilidade Buscar marcadores Especificar diagnósticos (mendelianos ou não) Conhecer a vulnerabilidade ou resistência Influência: medicina reprodutiva, preditiva, no conceito de doenças que levem os médicos a interpretar genes como hemogramas, diagnósticos específicos e clínicos, caracterização precisa das doenças, busca de terapias personalizadas (fármacos), impressão digital dos tumores (2020).

Projeto Genoma Humano Aplicações Polycystic (ARPKD), doença renal autossômica recessiva. A identificação de genes de ARPKD, através do sequenciamento PKD1. Descoberta do 1º gene específico para a suscetibilidade para o Ca de pâncreas. Localizado no cromossomo 4. Sendo a 4ª causa de mote nos EUA (Jimmy Carter). Desenvolvimento da droga STI – 571 que bloqueia a atividade da Kinase de BCR-ABL. Essa proteína é produzida como conseqüência da translocação do cromossomo 9-22, causando a leucemia mieloide. A STI-571, bloqueia a atividade da kinase de BCR-Abl de fosforilar o seu substrato.

Ética no Projeto Genoma Projeto Genoma Humano Ética no Projeto Genoma Passado - origem, formas  justificar Presente - irresponsabilidade  futuro Patrimonio individual Patentes

Disseminação e testes genéticos para identificação de genes “doentes” Projeto Genoma Humano Disseminação e testes genéticos para identificação de genes “doentes” Potencialidade do indivíduo Discriminação  exclusão social  desemprego  nova classe social Seguradoras - aumento de preços

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

Mais de cinco mil genes podem ser importantes na determinação de doenças Indústria Farmacêutica  450 classes de drogas 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

Projeto Genoma Humano As primeiras aplicações clínicas do PGH estarão na área de diagnósticos Estudo de variabilidade em resposta de droga e toxicidade devido a fatores genéticos Farmacogenética Aplica a informação ganhada pela farmacogenética ao desenvolvimento de medicamentos Farmacogenômica

Conclusão O genoma, considerado a ferramenta biológica mais poderosa para explorar os mistérios do desenvolvimento do organismo humano e suas doenças, teve sua seqüência revelada, após 13 anos de intenso trabalho em vários laboratórios do mundo e ter consumido um orçamento de US$ 3 bilhões. O DNA humano contém 3.16 bilhões de bases (letras) e o total das informações genéticas, contidas nos 23 pares de cromossomos, nos mostra que o ser humano possui cerca de 30 mil genes. Estes genes se espalham pelo DNA, mas ocupam somente 1,2-3,% de seu tamanho. No entanto, eles são essenciais para a produção de proteínas necessárias para o desenvolvimento, metabolismo e outras funções vitais no organismo.