OBJETIVO

Mapear o patrimônio genético do Homem

O COMEÇO DO FIM!

POR QUÊ?

Avanço na Medicina Preventiva Diagnóstico (específico, sensível, efetivo

e seguro) Tratamento (desenhos de fármacos

específicos)

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.

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.

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.

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.

QUEM PARTICIPA DO PGH ?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 GENOMAMAPEAMENTO 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 PGHVANTAGENS DO PGH

Doençasfator genético;

Tecnologias clínicas diagnósticos de DNA;

Terapiasnovas classes de remédios;

Técnicas imunoterápicas;

• 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

Mapeamento

Sequenciamento

Etapas do Sequenciamento

COMO É FEITO O SEQUENCIAMENTOCOMO É FEITO O SEQUENCIAMENTO

1. Picotando o DNA2. Clonagem3. Marcação com

Fluorencência4. Separação5. Leitura

1. Picotando o DNA

2. Clonagem

3. Marcação com Fluorescência

4. Separação

5. Leitura

Fig . 1 : Bases nitrogenadas do DNA

Fig . 2 : Cromatograma de 4 cores

Fig . 4 : Dados processados

Fig . 3: Fragmentos de DNA separados pelo tamanho

Ver animação!!!

Os resultados são mostrados num cromatograma de quatro cores.

• Depois os computadores reunem as sequências em longos e contínuos trechos.

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.

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.

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.

Colins et al.Venter et al.

• 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

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

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 organelasAtualmente: 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.

• 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.

http://www.lbm.fcav.unesp.br/fun/

CÂNCER E O PROJETO GENOMACÂNCER E O PROJETO GENOMA

Fig . 8 : Representação da porcentagem dos tipos de câncer

GENOMA 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

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).

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

Passado - origem, formas justificar

Presente - irresponsabilidade futuro

Patrimonio individual

Patentes

DISSEMINAÇÃO E TESTES GENÉTICOS PARA IDENTIFICAÇÃO DE GENES “DOENTES”DISSEMINAÇÃO E TESTES GENÉTICOS PARA IDENTIFICAÇÃO DE GENES “DOENTES”

Potencialidade do indivíduo

Discriminação exclusão social desemprego nova classe social

Seguradoras - aumento de preços

• Surgimento de drogas a partir do genoma pode levar anos

Principal trabalho para a indústria farmacêutica

Indústria Farmacêutica

PGH identificar a funcionalidade dos Genes

Pesquisas Desenvolvimento

Altos Gastos

Poucos Benefícios Instantâneos

IMPLICAÇÕES FARMACÊUTICASIMPLICAÇÕES FARMACÊUTICAS

• 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

• As primeiras aplicações clínicas do PGH estarão na área de diagnósticos

Farmacogenética Estudo de variabilidade em resposta de droga e toxicidade devido a fatores genéticos

Farmacogenômica Aplica a informação ganhada pela farmacogenética ao desenvolvimento de medicamentos

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.