Genome4Brussels: AI, Genomica & Zeldzame Ziekten


G4BXL, GEMVAP, 2021 / Maandag, 31 Mei, 2021

In 2019 zal de 101 Genomes Foundation, deInteruniversitair Instituut voor Bio-informatica Brussel (IB2), deULB Centrum voor Menselijke Genetica (CHG) en deULB Machine Leren Groep (MLG) heeft deelgenomen aan een oproep tot het indienen van projecten die door Innoviris is gelanceerd met het "Genome4Brussels"-project. In het kader van dit project hebben zij besloten samen een ecosysteem te creëren dat de ontwikkeling van bioinformaticahulpmiddelen voor genoomanalyse zal optimaliseren en de overdracht van de tijdens het project verworven innovatie en kennis naar het publiek zal vergemakkelijken.

Project

Genoom4Brussel. Genome4Brussels is een gezamenlijk project dat in de Brusselse regio een ecosysteem wil creëren dat :

  • optimale voorwaarden voor het hosten en delen van genomische gegevens onder leiding van patiëntenvertegenwoordigers (Fondation 101 Génomes);
  • medische en genomische expertise (CHG-IB2) en ;
  • deskundigheid op het gebied van bio-informatica en kunstmatige intelligentie/IA (IB2-MLG).

Dit ecosysteem zal het mogelijk maken een onderzoeksplatform te ontwikkelen dat zich toelegt op de ontwikkeling van bio-informaticahulpmiddelen die door middel van "transparante" AI (White Box) zijn ontwikkeld om artsen en onderzoekers op het gebied van zeldzame ziekten bij te staan.

In het kader van de Innoviris-oproep: wordt een onderzoeksplatform opgericht, worden twee bio-informaticatools ontwikkeld en worden de voorwaarden geschapen voor de overdracht van deze technologieën aan het publiek.

Partners

101 Genomen Stichting. In 2017 begon de 101 Genomes Foundation aan een zoektocht om genomische superhelden te vinden wier genen hen beschermen tegen het krijgen van bepaalde zeldzame ziekten. Om deze zoektocht te voltooien, begint Fondation 101 Génomes met de ontwikkeling van een database waarin wetenschappers het menselijke genoom kunnen doorzoeken op beschermende (of verzwarende) genen die de variabiliteit in zeldzame ziekten verklaren. Een dergelijke ontdekking zou een betere diagnose mogelijk maken en nieuwe behandelingen mogelijk maken die de vastgestelde beschermende (of de verergerende) effecten repliceren. Het proefproject van de Genome 101 Stichting is gewijd aan het Marfan-syndroom. Dit proefproject wordt gesteund door verschillende Europese patiëntenorganisaties en wordt geleid door vooraanstaande wetenschappers.

IB2-CHG. L’Interuniversitair Instituut voor Bio-informatica Brussel (IB2) en deULB Centrum voor Menselijke Genetica (CHG) zetten zich gezamenlijk in voor de studie van zeldzame ziekten. Hun gemeenschappelijke opdracht is de diagnostische kwaliteit van genetische tests te verbeteren met het oog op een betere klinische follow-up, behandeling en therapeutisch advies. Hun onderzoeksterreinen maken deel uit van deze algemene doelstelling en bestaan in het opsporen van de genetische oorsprong van zeldzame ziekten die nog onvoldoende worden begrepen. IB2 en CHG ontwikkelen bio-informaticahulpmiddelen om de genomische gegevens van patiënten op een innovatieve manier te onderzoeken en te analyseren en zo de kwaliteit van genetische/genomische tests te verbeteren.

IB2-MLG. L’ULB Machine Leren Groep (MLG) is gespecialiseerd in computerwetenschappen, kunstmatige intelligentie, bio-informatica, computationele biologie, genetica, moleculaire biologie en geneeskunde. In de medische context gebruiken IB2 en MLG methoden die verband houden met statistische scores die een transparant "White-Box"-model creëren dat uitleg geeft over de beslissing die wordt genomen door de bio-informaticahulpmiddelen die zij met AI ontwikkelen. Het is inderdaad ondenkbaar dat bij de ontwikkeling van bio-informaticahulpmiddelen ter ondersteuning van clinici genoegen wordt genomen met een eenvoudige AI-benadering (die resultaten oplevert zonder een "Black-Box" uitleg).

Fair Genomics (FairGX). In de loop van de procedure heeft Innoviris het consortium gevraagd om de Eerlijke Genomica het project te begeleiden en zo de overdracht aan de burgers van de door Genome4Brussels ontwikkelde technologieën en innovatie mogelijk te maken. Eerlijke Genomica is volledig eigendom van en wordt volledig gecontroleerd door Fondation 101 Génomes . 

Ecosysteem. De partners zijn voornemens een opwaartse spiraal op gang te brengen om het onderzoek te voeden en te financieren en de wetenschap vooruit te helpen.

Onderzoek naar het Marfan-syndroom gefinancierd van 2020 tot 2023

Innoviris. Het project 'Genome4BrusselsHet "proefproject voor het Marfan-syndroom" is eind 2020 door Innoviris aanvaard. Innoviris zal een deel van het project financieren, waardoor de IB2-, CHG- en MLG-teams gedurende drie jaar (2020-2023) kunnen werken aan het proefproject gewijd aan het syndroom van Marfan.

 


 

In mei 2021 publiceerde Innoviris een artikel over Genome4Brussels dat kan worden geraadpleegd via deze link: https://innoviris.brussels/fr/stories/ludivine-verboogen-et-romain-alderweireldt
Het artikel is ook hier weergegeven:

Ludivine Verboogen en Romain Alderweireldt...

« Er is een paradox in het onderzoek naar zeldzame ziekten. Financiering is nog steeds een probleem. Maar tegelijkertijd heeft onderzoek naar zeldzame ziekten geleid tot aanzienlijke vooruitgang bij andere, meer voorkomende ziekten. De toegevoegde waarde die uit dit onderzoek kan worden gehaald, gaat dan ook veel verder dan het kader van zeldzame ziekten. Als we de zaken heel koud analyseren, kunnen we zeggen dat we enorme schaalvoordelen mislopen door dit onderzoek naar zeldzame ziekten weinig of slecht te financieren« . 

Romain Alderweireldt en Ludivine Verboogen hebben maar een paar woorden nodig om de betekenis en het belang van hun gezamenlijke inzet voor Fondation 101 Génomes uit te leggen. Hun ambitie? Wetenschappers een bio-informaticaplatform bieden om vooruitgang te boeken op het gebied van genomisch onderzoek, een van de sleutels tot een beter begrip van zeldzame ziekten.

De ups en downs van het leven creëren een prachtige stimulans voor het algemeen welzijn

Het verhaal van de stichting begint eigenlijk op 3 september 2015 met de geboorte van Aurélien, de zoon van Ludivine en Romain.

De vreugde van de eerste dagen werd snel gevolgd door bezorgdheid: de artsen vermoedden het syndroom van Marfan, een zeldzame ziekte die het bindweefsel ernstig kan aantasten, met onder meer hartaandoeningen als gevolg.

Op 4 augustus 2016, 11 maanden later, bevestigde een genetische analyse het slechte nieuws: Aurélien is drager van een spontane mutatie van het gen FBN1. Hij heeft een ernstige vorm van het Marfan syndroom.

Een late diagnose en uit te vinden hulpmiddelen

Dit is een spontane en zeldzame variant van het Marfan syndroom. Dit heeft een rol gespeeld bij de vertraging van 11 maanden bij het stellen van de diagnose: het referentiecentrum dat door de geneticus die Aurelien volgde, was gevraagd om een genetische analyse uit te voeren, maakte nog gebruik van technieken voor gen-voor-gen-analyse, terwijl er technieken voor genomische analyse bestonden " legt Ludivine uit. « En het was tijdens de vele gesprekken die wij met deze geneticus, professor Guillaume Smits, hadden, dat wij begrepen dat het de kliniek ontbrak aan de fysische en bio-informatica-instrumenten om te profiteren van de vooruitgang in het genoomonderzoek, zowel wat de diagnose als wat de ontwikkeling van nieuwe behandelingen betreftzegt Romain.

« Zes jaar later is het mogelijk het volledige menselijke genoom te sequencen en mutaties in al onze genen op te sporen tegen een steeds beter betaalbare prijs. Maar de initiële kosten van de machines zijn nog steeds zeer hoog en genoomsequencing heeft nog geen ingang gevonden in onderzoek of klinische routine. Een gesequenteerd genoom genereert zo'n grote hoeveelheid gegevens dat het absoluut onmogelijk is deze manueel te verwerken: één genoom komt overeen met bijna 300 gigabyte aan gegevens! Je hebt algoritmische hulpmiddelen, kunstmatige intelligentie en een zeer gespecialiseerd team nodig om er iets uit te halen. Deze tandem tussen ICT en biologisch onderzoek heeft een naam: bio-informatica. »

Zet wanorde om in positieve energie

Voor dit juridische echtpaar was het besef van de noodzaak om te investeren in genomica en bio-informatica een trigger. Ludivine en Romain hebben hun verwarring omgezet in positieve energie met één doel: het onderzoek en de kliniek vooruithelpen en bijdragen tot de opkomst van behandelingen die Aurélien en andere kinderen met zeldzame ziekten zullen helpen.

Op zoek naar het beschermende gen

Romain begon wetenschappelijke studies te verslinden. Zo stuitte hij op het "Resilient Project" en de heranalyse van bijna 600.000 exomen (het coderende deel van het genoom). Het is belangrijk te weten dat vele zeldzame ziekten, en in het bijzonder het syndroom van Marfan, worden veroorzaakt door pathogene mutaties, of zo u wilt "anomalieën", in de genenlegt Ludivine uit.

« Bij de heranalyse van de beschikbare gegevens heeft de studie 13 volwassen dragers geïdentificeerd van een genetische afwijking die hen als kind ernstig ziek had moeten maken of zelfs had moeten doden. Maar deze 13 mensen waren volwassen geworden ", vervolgt Romain. « Waarom is dat? De aanwezigheid van andere genen die een beschermend effect tegen de ziekte hebben, zou een verklaring kunnen zijn. Bestudering van het genoom van deze mensen zou dus de sleutel kunnen zijn tot een beter begrip van dit beschermingsmechanisme. En dit inzicht zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van geneesmiddelen of nieuwe behandelingen, bijvoorbeeld op basis van de eiwitten die door deze genen worden geproduceerd. »

Ludivine: " Romain besloot vervolgens deze aanpak te herhalen in de specifieke context van het Marfan-syndroom. En het verbazingwekkende gebeurde: hij was in staat om in de wereldwijde genomische referentiedatabase (gnomAD) dragers te vinden van pathogene mutaties die verondersteld werden een ernstige vorm van het Marfan syndroom te hebben en dat blijkbaar niet hadden. Het werd ons duidelijk dat als een beschermend gen kon worden geïdentificeerd, de effecten ervan konden worden gerepliceerd om een behandeling te ontwikkelen. »

De Fondation 101 Génomes en zijn proefproject

En in 2017 wordt de Fondation 101 Génomes geboren op initiatief van Ludivine en Romain.

Het doel? Ontwikkeling van een bio-informaticaplatform om genomische gegevens te hosten en deze te vergelijken met de medische dossiers van mensen met zeldzame ziekten en "controle"-vrijwilligers om de interacties tussen genen binnen het genoom beter te begrijpen.

Al snel werd een proefproject gelanceerd: het 101 Marfan-genoomproject, waarbij een cohort van 101 patiënten met het Marfan-syndroom werd gevormd om als basis voor het onderzoek te dienen. Het werd al snel duidelijk dat 101 Genomes slechts een begin zou zijn, en dat zij een dringende behoefte hadden om zich te omringen met goed geïnformeerde wetenschappers.

Het wetenschappelijk comité dat aan het roer van de Stichting staat, bestaat uit wereldleiders op het gebied van genomica, het syndroom van Marfan en algoritmen, waaronder verscheidene Belgen. En deze wetenschappelijke deskundigen hebben bewondering voor het werk van Ludivine en Romain, dat volgens hen een uniek voorbeeld is van patiëntenparticipatie in wetenschappelijk onderzoek.

« De werkzaamheden hebben zich toegespitst op de vorming van een cohort van patiënten met dezelfde mutatie om verstorende factoren te beperken (GEMS-project), en parallel daaraan op de ontwikkeling van een algoritme om de pathogene aard van mutaties in het FBN1-gen te bevestigen (of te weerleggen). Vervolgens hopen wij op deze basis het volledige genoom te onderzoeken om modificerende genen (beschermend of verergerend) voor het Marfan syndroom te identificeren. De eerste resultaten zijn veelbelovend ", zegt Romain. « En de tussenkomst van Innoviris heeft geholpen om dit werk te versnellen. »

GENOME4BRUSSELS, een ecosysteem op het kruispunt van 3 disciplines

Omdat de projectoproep "Van therapeutische geneeskunde naar voorspellende geneeskunde: Voorspelling, Preventie, Identificatie" van Innoviris door Romain, Ludivine en de Stichting met 5/5 is ontvangen.

Aiko Gryspeirt, wetenschappelijk adviseur bij Innoviris: " Er wordt nog steeds te weinig aandacht besteed aan zeldzame ziekten. Als gevolg daarvan is er ook een gebrek aan financiering voor dergelijk onderzoek, zowel ziektespecifiek als behandelingspecifiek. Patiënten gaan vaak maanden of jaren van de ene specialist naar de andere voordat zij een diagnose krijgen. Met GENOME4BRUSSELS hebben Ludivine en Romain een fantastisch initiatief gelanceerd om het begrijpen van zeldzame ziekten te vergemakkelijken door genetische gegevens te verzamelen en te delen met medische onderzoekers en bio-informatici in Brussel. Dit is een project van onschatbare waarde dat een aanzienlijke invloed kan hebben op het leven van mensen met zeldzame ziekten. »

"GENOME4BRUSSELS is een project gefinancierd door Innoviris waarbij de Stichting betrokken is, evenals het Interuniversitair Instituut voor Bio-informatica in Brussel, het Centrum voor Menselijke Genetica en de Machine Learning Group, die zich alle drie aan de ULB bevinden. Het is de bedoeling om in Brussel een ecosysteem te creëren voor medische, genomische en bioinformatica-expertise. Dankzij deze steun kon ons proefproject worden voortgezet en onze expertise worden gebundeld om beschermende genen te identificeren dat zal de weg vrijmaken om patiënten beter te helpen.,
concludeert Romain.

 

 

Laat een reactie achter

Deze site maakt gebruik van Akismet te verminderen ongewenste. Meer informatie over hoe uw feedbackgegevens worden gebruikt.