En 2019, la Fundación 101 Genomes, el Interuniversity Institute Of Bioinformatics Brussels (IB2), el ULB Center of Human Genetics (CHG) y el ULB Machine Learning Group (MLG) participaron en una convocatoria de proyectos lanzada por Innoviris con el proyecto “Genome4Brussels”. En el marco de este proyecto, han decidido crear juntos un ecosistema que permitirá optimizar el desarrollo de herramientas bioinformáticas para el análisis genómico y facilitar la transferencia a los ciudadanos de la innovación y los conocimientos adquiridos durante el proyecto.
Proyecto
Genome4Brussels. Genome4Brussels es un proyecto conjunto que tiene como ambición hacer nacer en la región de Bruselas un ecosistema que combine:
- condiciones óptimas para alojar y compartir datos genómicos dirigidos por representantes de pacientes (101 Genomes Foundation);
- experiencia médica y genómica (CHG-IB2) y;
- experiencia en bioinformática e inteligencia artificial/IA (IB2-MLG).
Este ecosistema permitirá la aparición de una plataforma de investigación dedicada a la elaboración de herramientas bioinformáticas desarrolladas gracias a la IA “transparente” (White Box) para asistir a los médicos e investigadores en el campo de las enfermedades raras.
En el marco de la convocatoria de proyectos Innoviris, se está creando una plataforma de investigación, se están desarrollando dos herramientas bioinformáticas y se están creando las condiciones para transferir estas tecnologías al gran público.
Socios
Fundación 101 Genomes. En 2017, la Fundación 101 Genomes se lanzó a la búsqueda de superhéroes genómicos cuyos genes los protegen contra los efectos de ciertas enfermedades raras. Para llevar a cabo esta búsqueda, la Fundación 101 Genomes comienza por desarrollar una base de datos a partir de la cual los científicos podrán explorar el genoma humano en busca de genes protectores (o agravantes) que expliquen la variabilidad de las enfermedades raras. Tal descubrimiento permitiría proporcionar mejores diagnósticos y considerar nuevos tratamientos que repliquen los efectos protectores (o limiten los efectos agravantes) identificados. El proyecto piloto de la Fundación 101 Genomes está dedicado al síndrome de Marfan. Este proyecto piloto cuenta con el apoyo de varias asociaciones de pacientes europeas y está liderado por científicos de primer nivel.
IB2-CHG. El Interuniversity Institute Of Bioinformatics Brussels (IB2) y el ULB Center of Human Genetics (CHG) se dedican conjuntamente al estudio de las enfermedades raras. Tienen como misión común mejorar la calidad diagnóstica de las pruebas genéticas, con el fin de mejorar el seguimiento clínico, el tratamiento y el consejo terapéutico. Sus áreas de investigación se enmarcan en este objetivo global y consisten en identificar el origen genético de enfermedades raras aún insuficientemente comprendidas. El IB2 y el CHG desarrollan herramientas bioinformáticas para explorar y analizar de manera innovadora los datos genómicos de los pacientes y mejorar así la calidad de las pruebas genéticas/genómicas.
IB2-MLG. El ULB Machine Learning Group (MLG) está especializado en informática, inteligencia artificial, bioinformática, biología computacional, genética, biología molecular y medicina. En el contexto médico, el IB2 y el MLG utilizan métodos asociados a puntuaciones estadísticas que crean un modelo transparente “White-Box” que proporciona explicaciones sobre la decisión tomada por las herramientas bioinformáticas que desarrollan con IA. De hecho, es impensable conformarse con un enfoque básico de la IA (que proporciona resultados sin explicación, “Black-Box”) en el marco del desarrollo de herramientas bioinformáticas destinadas a asistir a los clínicos.
Fair Genomics (FairGX). Durante el procedimiento, Innoviris solicitó al consorcio la puesta en marcha de la estructura Fair Genomics para acompañar el proyecto y permitir, de este modo, una transferencia a los ciudadanos de las tecnologías y la innovación desarrolladas gracias a Genome4Brussels. Fair Genomics es propiedad al 100 % de la Fundación 101 Genomes, que la controla íntegramente.
Ecosistema. Los socios pretenden establecer un círculo virtuoso para impulsar y financiar la investigación y hacer avanzar la ciencia.
La investigación del síndrome de Marfan, financiada de 2020 a 2023
Innoviris. El proyecto«Genome4Brussels» fue 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 dedicado al síndrome de Marfan.
En mayo de 2021, Innoviris publicó un artículo dedicado a Genome4Brussels que puede consultarse siguiendo 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. Financiarlos siempre es un problema. Pero al mismo tiempo, la investigación de las enfermedades raras ha dado lugar a avances significativos en otras enfermedades más comunes. Por tanto, el valor añadido que puede derivarse 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 nada la investigación de las enfermedades raras. ”.
Romain Alderweireldt y Ludivine Verboogen solo necesitan unas pocas palabras para hacer comprender todo el sentido y el alcance que tiene para la sociedad su compromiso común en la Fundación 101 Genomes. ¿Su ambición? Poner a disposición de los científicos una plataforma bioinformática para avanzar en el terreno de la investigación genómica, una de las claves para comprender mejor las enfermedades raras.
Los riesgos de la vida dan lugar a un magnífico impulso por el bien público
La historia de la fundación comenzó en realidad el 3 de septiembre de 2015 con el nacimiento de Aurélien, el hijo de Ludivine y Romain.
A la alegría de los primeros días le sucede rápidamente la inquietud: los médicos sospechan un síndrome de Marfan, una enfermedad rara que puede afectar de manera muy severa a los tejidos conectivos, con consecuencias especialmente cardíacas.
El 4 de agosto de 2016, es decir, 11 meses más tarde, un análisis genético confirma la mala noticia: Aurélien es portador de una mutación espontánea del gen FBN1. Padece, efectivamente, una forma grave del síndrome de Marfan.
Diagnóstico tardío y herramientas por inventar
Se trata de una variante espontánea y rarísima del síndrome de Marfan. Esto influyó en el plazo de 11 meses para establecer el diagnóstico: el centro de referencia solicitado por el genetista que seguía a Aurélien para realizar un análisis genético todavía utilizaba técnicas de análisis gen a gen, a pesar de que ya existían técnicas de análisis genómico ”, explica Ludivine. “ Y fue durante las numerosas conversaciones que mantuvimos con este genetista, el profesor Guillaume Smits, cuando comprendimos que la clínica carecía de herramientas físicas y bioinformáticas para aprovechar los avances de la investigación genómica, tanto en materia de diagnóstico como en lo que respecta a la elaboración de nuevos tratamientos, precisa Romain.
“ Seis años más tarde, es posible secuenciar todo el genoma humano e identificar las 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 de genomas aún no ha entrado en la rutina de investigación o clínica. Un genoma secuenciado genera tal volumen de datos que es absolutamente imposible procesarlos manualmente: ¡un genoma equivale a casi 300 gigabytes de datos! Se necesitan herramientas algorítmicas, inteligencia artificial y un equipo muy especializado para sacar algo en claro. Este tándem formado entre las TIC y la investigación biológica tiene, además, un nombre: la bioinformática. »
Convertir la confusión en energía positiva
Para esta pareja de juristas, la constatación de la necesidad de invertir en genómica y bioinformática fue un detonante. Ludivine y Romain transformaron su desasosiego en energía positiva con un objetivo: hacer avanzar la investigación y la clínica, y contribuir a que surjan tratamientos que ayuden a Aurélien y a otros niños afectados por enfermedades raras.
En busca del gen protector
Romain empezó a devorar estudios científicos. Así es como conoció el «Proyecto Resiliente» y su reanálisis de casi 600.000 exomas (la parte codificante del genoma). Muchas enfermedades raras, y el síndrome de Marfan en particular, están causadas por mutaciones patogénicas, o si lo prefiere «anomalías», en los genes. explica Ludivine.
“ Al volver a analizar los datos de que disponía, este estudio identificó a 13 adultos portadores de una anomalía genética que debería haberlos puesto muy enfermos, o incluso haberlos matado en la infancia. Estas 13 personas habían alcanzado la edad adulta ”, continúa Romain. “ ¿Por qué? La presencia de otros genes con un efecto protector que contrarreste la enfermedad podría ser una explicación. El estudio del genoma de estas personas podría ser, por tanto, la clave para comprender mejor este mecanismo de protección. Y esta comprensión podría permitir desarrollar medicamentos o nuevos tratamientos, por ejemplo, basándose en las proteínas producidas por estos genes. »
Ludivine: “ Romain decidió entonces replicar este enfoque en el contexto específico del síndrome de Marfan. Y ocurrió lo increíble: logró encontrar, en la base de datos genómicos mundial de referencia (gnomAD), portadores de mutaciones patogénicas que supuestamente debían padecer una forma grave del síndrome de Marfan y que, al parecer, no la tenían. Entonces nos quedó claro que si lográbamos identificar un gen protector, podríamos replicar sus efectos para elaborar un tratamiento. »
La Fundación 101 Genomas y su proyecto piloto
En 2017, Ludivine y Romain pusieron en marcha la Fundación 101 Genomas.
¿El objetivo? Desarrollar una plataforma bioinformática que permita alojar datos genómicos y cruzarlos con el historial médico de personas afectadas por enfermedades raras y de voluntarios “control” para comprender mejor las interacciones entre los genes dentro del genoma.
Muy pronto se lanza un proyecto piloto: el proyecto 101 Genomes Marfan, es decir, la creación de una cohorte de 101 pacientes afectados por el síndrome de Marfan y que sirve de base para el trabajo de investigación. Rápidamente les pareció que 101 genomas solo 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 destacados científicos están llenos de admiración por el trabajo de Ludivine y Romain, que consideran un ejemplo sin precedentes de participación de los pacientes en la investigación científica.
“ Los trabajos se han centrado 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 patogénico de las mutaciones del gen FBN1. Sobre esta base, esperamos explorar todo el genoma para identificar los genes que modifican (protegen o agravan) el síndrome de Marfan. Los primeros resultados son prometedores ”, precisa Romain. “Y la intervención de Innoviris permitió dar a estos trabajos un impulso acelerador. ”
GENOME4BRUSSELS, un ecosistema en la encrucijada de 3 disciplinas
Porque la convocatoria de proyectos “From therapeutic medicine to predictive medicine: Prediction, Prevention, Identification” de Innoviris fue recibida alto y claro por Romain, Ludivine y la Fundación.
Aiko Gryspeirt, asesora científica en Innoviris: “ Las enfermedades raras siguen recibiendo muy poca atención. Como consecuencia, también faltan fondos para la investigación de la enfermedad y 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 una gran repercusión 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 con sede en la ULB. El objetivo es crear en Bruselas un ecosistema dedicado a los conocimientos médicos, genómicos y bioinformáticos. Este apoyo ha permitido avanzar en nuestro proyecto piloto y combinar nuestros conocimientos para identificar genes protectores. que abrirán el camino para ayudar mejor a los pacientes”,
concluye Romain.
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