Projeto Genoma Humano

1. Projeto Genoma Humano

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

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

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Projeto Genoma Humano • 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. Quem participa do PGH ?

9. 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. MAPEAMENTO E SEQUENCIAMENTO DO GENOMA

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

11. 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

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

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

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

15. 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.

16. Projeto Genoma Humano • 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. • 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.

17. 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.

18. Venter et al. • Colins et al.

19. 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

20. 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.”

21. Fig.7 : Representação do mapeamento genético no cromossomo humano

22. 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

23. Projeto Genoma Humano • 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. PGH- Resultados

24. 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.

25. Projeto Genoma Humano

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

28. 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 Genoma Câncer

29. 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).

30. 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.

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

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

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

34. 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

35. 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

36. 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.