Genome4Brussels: IA, genómica y enfermedades raras


G4BXL, GEMVAP, 2021 / Lunes, 31 de mayo de 2021

En 2019, la Fundación 101 Genomas, laInstituto Interuniversitario de Bioinformática de Bruselas (IB2), elCentro de Genética Humana de la ULB (CHG) y laGrupo de Aprendizaje Automático del ULB (MLG) participó en una convocatoria de proyectos lanzada por Innoviris con el proyecto "Genome4Brussels". En el marco de este proyecto, decidieron crear juntos un ecosistema que optimizará el desarrollo de herramientas bioinformáticas para el análisis del genoma y facilitará la transferencia al público de la innovación y los conocimientos adquiridos durante el proyecto.

Proyecto

Genoma4Bruselas. Genome4Brussels es un proyecto conjunto cuyo objetivo es crear un ecosistema en la región de Bruselas que combine :

  • condiciones óptimas para alojar y compartir datos genómicos dirigidos por representantes de pacientes (101 Genomes Foundation);
  • conocimientos médicos y genómicos (CHG-IB2) y ;
  • experiencia en bioinformática e inteligencia artificial/IA (IB2-MLG).

Este ecosistema permitirá la aparición de una plataforma de investigación dedicada al desarrollo de herramientas bioinformáticas desarrolladas mediante IA "transparente" (White Box) para ayudar a médicos e investigadores en el campo de las enfermedades raras.

En el marco de la convocatoria Innoviris: se crea una plataforma de investigación, se desarrollan dos herramientas bioinformáticas y se crean las condiciones para transferir estas tecnologías al público.

Socios

Fundación 101 Genomas. En 2017, la Fundación 101 Genomas se embarcó en la búsqueda de superhéroes genómicos cuyos genes les protegieran de los efectos de ciertas enfermedades raras. Para llevar a cabo esta búsqueda, la Fundación 101 Genomas está empezando por desarrollar una base de datos a partir de la cual los científicos puedan explorar el genoma humano en busca de genes protectores (o agravantes) que expliquen la variabilidad de las enfermedades raras. Este descubrimiento permitiría mejorar el diagnóstico y aplicar nuevos tratamientos que reproduzcan los efectos protectores (o limiten los agravantes) identificados. El proyecto piloto de la Fundación 101 Genomas está dedicado al síndrome de Marfan. Este proyecto piloto cuenta con el apoyo de varias organizaciones europeas de pacientes y está dirigido por destacados científicos.

IB2-CHG. L'Instituto Interuniversitario de Bioinformática de Bruselas (IB2) y elCentro de Genética Humana de la ULB (CHG) se dedican conjuntamente al estudio de las enfermedades raras. Su misión común es mejorar la calidad diagnóstica de las pruebas genéticas, con el fin de mejorar el seguimiento clínico, el tratamiento y el asesoramiento terapéutico. Sus áreas de investigación forman parte de este objetivo general y consisten en identificar el origen genético de enfermedades raras que aún no se conocen suficientemente. IB2 y CHG desarrollan herramientas bioinformáticas para explorar y analizar de forma innovadora los datos genómicos de los pacientes y mejorar así la calidad de las pruebas genéticas/genómicas.

IB2-MLG. L'Grupo de Aprendizaje Automático del ULB (MLG) está especializada en informática, inteligencia artificial, bioinformática, biología computacional, genética, biología molecular y medicina. En el contexto médico, IB2 y MLG utilizan métodos asociados a puntuaciones estadísticas que crean un modelo transparente de "caja blanca" que ofrece explicaciones sobre la decisión tomada por las herramientas bioinformáticas que desarrollan con IA. En efecto, es impensable contentarse con un planteamiento básico de IA (que proporciona resultados sin una explicación "Black-Box") en el contexto del desarrollo de herramientas bioinformáticas destinadas a ayudar a los clínicos.

Fair Genomics (FairGX). En el curso del procedimiento, Innoviris pidió al consorcio que creara el Genómica justa para acompañar el proyecto y, de este modo, permitir la transferencia a los ciudadanos de las tecnologías y la innovación desarrolladas a través de Genome4Brussels. Genómica justa es propiedad y está bajo el control de la Fundación 101 Genomas. 

Ecosistema. Los socios pretenden crear un círculo virtuoso para impulsar y financiar la investigación y hacer avanzar la ciencia.

Investigación sobre el síndrome de Marfan financiada de 2020 a 2023

Innoviris. El proyecto 'Genoma4BruselasEl "Proyecto piloto sobre el síndrome de Marfan" ha sido aceptado por Innoviris a finales de 2020. Innoviris financiará parte del proyecto, lo que permitirá a los equipos de IB2, CHG y MLG trabajar durante tres años (2020-2023) en el proyecto piloto sobre el síndrome de Marfan.

 


 

En mayo de 2021, Innoviris publicó un artículo sobre Genome4Brussels que puede consultarse en este enlace: https://innoviris.brussels/fr/stories/ludivine-verboogen-et-romain-alderweireldt
El artículo también se reproduce aquí:

Ludivine Verboogen y Romain Alderweireldt

Existe una paradoja en la investigación de las enfermedades raras. La financiación de las enfermedades raras sigue siendo problemática. Pero, al mismo tiempo, la investigación sobre enfermedades raras ha dado lugar a avances significativos en otras enfermedades más comunes. El valor añadido de esta investigación va mucho más allá de las enfermedades raras. Si analizamos las cosas muy fríamente, podemos decir que estamos desaprovechando enormes economías de escala al financiar poco o mal esta investigación sobre enfermedades raras" . 

Romain Alderweireldt y Ludivine Verboogen sólo necesitan unas palabras para explicar el significado y la trascendencia para la sociedad de su compromiso conjunto con la Fundación 101 Genomas. ¿Su ambición? Proporcionar a los científicos una plataforma bioinformática para avanzar en el campo de la investigación genómica, una de las claves para comprender mejor las enfermedades raras.

Los caprichos de la vida crean un impulso maravilloso para el bien público

En realidad, la historia de la fundación comienza el 3 de septiembre de 2015 con el nacimiento de Aurélien, el hijo de Ludivine y Romain.

A la alegría de los primeros días siguió pronto la preocupación: los médicos sospechaban que se trataba del síndrome de Marfan, una enfermedad rara que puede afectar gravemente al tejido conjuntivo, con consecuencias que incluyen las cardiopatías.

El 4 de agosto de 2016, 11 meses después, un análisis genético confirmó la mala noticia: Aurélien es portador de una mutación espontánea de la FBN1. Tiene una forma grave de síndrome de Marfan.

Un diagnóstico tardío y herramientas por inventar

Se trata de una variante espontánea y poco frecuente del síndrome de Marfan. Esto influyó en el retraso de 11 meses en el diagnóstico: el centro de referencia solicitado por el genetista que seguía a Aurelien para realizar un análisis genético seguía utilizando técnicas de análisis gen por gen, mientras que existían técnicas de análisis genómico ", explica Ludivine. " Y fue durante las numerosas conversaciones que mantuvimos con este genetista, el profesor Guillaume Smits, cuando nos dimos cuenta de que la clínica carecía de las herramientas físicas y bioinformáticas necesarias para aprovechar los avances de la investigación genómica, tanto en términos de diagnóstico como de desarrollo de nuevos tratamientosdice Romain.

Seis años después, es posible secuenciar todo el genoma humano e identificar mutaciones en todos nuestros genes a un coste cada vez más asequible. Pero el coste inicial de las máquinas sigue siendo muy elevado y la secuenciación del genoma aún no se ha convertido en rutina en la investigación o la práctica clínica. Un genoma secuenciado genera un volumen de datos tan grande que es absolutamente imposible procesarlo manualmente: ¡un genoma corresponde a casi 300 gigabytes de datos! Se necesitan herramientas algorítmicas, inteligencia artificial y un equipo altamente especializado para sacar algo. Este tándem entre las TIC y la investigación biológica tiene un nombre: bioinformática. "

Convertir el desorden en energía positiva

Para esta pareja de abogados, la constatación de que necesitaban invertir en genómica y bioinformática fue un detonante. Ludivine y Romain convirtieron su confusión en energía positiva con un objetivo: hacer avanzar la investigación y la práctica clínica, y contribuir a la aparición de tratamientos que ayuden a Aurélien y a otros niños con enfermedades raras.

En busca del gen protector

Romain empezó a devorar estudios científicos. Así fue como se topó con el reanálisis de casi 600.000 exomas (la parte codificada del genoma) del Proyecto Resilient. Muchas enfermedades raras, como el síndrome de Marfan, están causadas por mutaciones patógenas, o si lo prefiere "anomalías", en los genesexplica Ludivine.

Al volver a analizar los datos de que disponía, el estudio identificó a 13 adultos portadores de un defecto genético que debería haberles puesto muy enfermos o incluso haberles matado de niños. Sin embargo, estas 13 personas habían alcanzado la edad adulta "Romain continúa. " ¿Por qué? La presencia de otros genes con un efecto protector que contrarreste la enfermedad podría ser una explicación. Estudiar el genoma de estas personas podría ser, por tanto, la clave para comprender mejor este mecanismo protector. Y esta comprensión podría conducir al desarrollo de fármacos o nuevos tratamientos, por ejemplo basados en las proteínas producidas por estos genes. "

Ludivine: " Romain decidió entonces reproducir este enfoque en el contexto específico del síndrome de Marfan. Y ocurrió algo asombroso: consiguió encontrar, en la base de datos genómica mundial de referencia (gnomAD), portadores de mutaciones patógenas que se suponía que padecían una forma grave del síndrome de Marfan y, al parecer, no era así. Teníamos claro que si se identificaba un gen protector, sus efectos podrían reproducirse para desarrollar un tratamiento. "

La Fundación 101 Genomas y su proyecto piloto

Y en 2017 se creó la Fundación 101 Genomas por iniciativa de Ludivine y Romain.

¿El objetivo? Desarrollar una plataforma bioinformática para albergar datos genómicos y cruzarlos con los historiales médicos de pacientes con enfermedades raras y voluntarios "control" para comprender mejor las interacciones entre genes dentro del genoma.

Pronto se puso en marcha un proyecto piloto: el proyecto 101 Genomas de Marfan, que consistía en el establecimiento de una cohorte de 101 pacientes con síndrome de Marfan como base para el trabajo de investigación. Pronto quedó claro que 101 genomas sólo sería un comienzo, y que tenían una necesidad crucial de rodearse de científicos expertos.

El comité científico que dirige la Fundación está formado por líderes mundiales en genómica, síndrome de Marfan y algoritmos, entre ellos varios belgas. Y estos expertos científicos admiran el trabajo realizado por Ludivine y Romain, que consideran un ejemplo sin precedentes de participación de los pacientes en la investigación científica.

Los trabajos se centraron en la creación de una cohorte de pacientes portadores de la misma mutación para limitar los factores de confusión (proyecto GEMS) y, paralelamente, en la creación de un algoritmo destinado a confirmar (o refutar) el carácter patógeno de las mutaciones del gen FBN1. Sobre esta base, esperamos explorar todo el genoma para identificar genes modificadores (protectores o agravantes) del síndrome de Marfan. Los primeros resultados son prometedores ", dice Romain. " Y la intervención de Innoviris contribuyó a impulsar esta labor. "

GENOME4BRUSSELS, un ecosistema en la encrucijada de 3 disciplinas

Porque la convocatoria de proyectos Innoviris "De la medicina terapéutica a la medicina predictiva: Predicción, Prevención, Identificación" fue recibida 5/5 por Romain, Ludivine y la Fundación.

Aiko Gryspeirt, asesora científica de Innoviris: " Todavía se presta muy poca atención a las enfermedades raras. Como resultado, también hay una falta de financiación para este tipo de investigación, tanto para la investigación específica de la enfermedad como para su tratamiento. A menudo, los pacientes pasan meses y años yendo de un especialista a otro antes de obtener un diagnóstico. Con GENOME4BRUSSELS, Ludivine y Romain han puesto en marcha una fantástica iniciativa para facilitar la comprensión de las enfermedades raras recopilando datos genéticos y compartiéndolos con investigadores médicos y bioinformáticos de Bruselas. Se trata de un proyecto de incalculable valor que puede tener un impacto significativo en la vida de las personas que padecen una enfermedad rara. "

"GENOME4BRUSSELS" es un proyecto financiado por Innoviris en el que participan la Fundación, el Instituto Interuniversitario de Bioinformática de Bruselas, el Centro de Genética Humana y el Grupo de Aprendizaje Automático, los tres en la ULB. El objetivo es crear en Bruselas un ecosistema dedicado a los conocimientos médicos, genómicos y bioinformáticos. Este apoyo ha permitido sacar adelante nuestro proyecto piloto y combinar nuestros conocimientos para identificar genes protectores que allanará el camino para ayudar mejor a los pacientes".,
concluye Romain.

 

 

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