In 2019 hebben de 101 Stichting Genomes, hetInteruniversitair Instituut voor Bio-informatica Brussel (IB2), hetCentrum voor Menselijke Genetica van de ULB (CHG) en deGroep Machine Leren van de ULB (MLG) deelgenomen aan een projectoproep gelanceerd door Innoviris met het project „Genome4Brussels”. Als onderdeel van dit project hebben ze besloten samen te werken om een ecosysteem te creëren dat de ontwikkeling van bio-informaticahulpmiddelen voor genoomanalyse zal optimaliseren en de overdracht naar het grote publiek van de innovatie en kennis die tijdens het project zijn verworven, zal vergemakkelijken.
Project
Genome4Brussels. 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 (101 Genomes Foundation);
- medische en genomische expertise (CHG-IB2) en ;
- expertise op het gebied van bio-informatica en kunstmatige intelligentie/IA (IB2-MLG).
Dit ecosysteem zal de opkomst van een onderzoeksplatform mogelijk maken dat zich richt op de ontwikkeling van bio-informatica tools op basis van AI ” transparant ” (White Box) om artsen en onderzoekers te helpen op het gebied van zeldzame ziekten.
Als onderdeel van de Innoviris oproep wordt een onderzoeksplatform opgezet, worden twee bio-informatica tools ontwikkeld en worden de voorwaarden gecreëerd voor de overdracht van deze technologieën naar het publiek.
Partners
Stichting 101 Genomen. In 2017 begon de 101 Genomes Foundation aan een zoektocht naar genomische superhelden wiens genen hen beschermen tegen de gevolgen van bepaalde zeldzame ziekten. Om deze zoektocht uit te voeren begint de 101 Genomes Foundation met het ontwikkelen van een database van waaruit wetenschappers het menselijk genoom kunnen verkennen op zoek naar beschermende (of verergerende) genen die de variabiliteit van zeldzame ziekten verklaren. Een dergelijke ontdekking zou het mogelijk maken om betere diagnoses te stellen en nieuwe behandelingen te overwegen die de geïdentificeerde beschermende effecten repliceren (of de verergerende effecten beperken). Het proefproject van Fondation 101 Génome is gewijd aan het Marfan syndroom. Dit proefproject wordt gesteund door verschillende Europese patiëntenverenigingen en wordt gesteund door vooraanstaande wetenschappers.
IB2-CHG. HetInteruniversitair Instituut voor Bio-informatica Brussel (IB2) en hetCentrum voor Menselijke Genetica van de ULB (CHG) wijden zich samen aan de studie van zeldzame ziekten. Hun gezamenlijke missie is het verbeteren van de diagnostische kwaliteit van genetische tests om zo de klinische follow-up, behandeling en therapeutische adviezen te verbeteren. Hun onderzoeksgebieden maken deel uit van deze algemene doelstelling en bestaan uit het identificeren van de genetische oorsprong van zeldzame ziekten die nog onvoldoende begrepen worden. IB2 en CHG ontwikkelen bioinformatica-instrumenten om genomische gegevens van patiënten op innovatieve manieren te verkennen en te analyseren en zo de kwaliteit van genetische/genomische tests te verbeteren.
IB2-MLG. DeULB Machine Learning Group (MLG) is gespecialiseerd in informatica, kunstmatige intelligentie, bio-informatica, computationele biologie, genetica, moleculaire biologie en geneeskunde. In de medische context gebruiken IB2 en MLG methoden die zijn gekoppeld aan statistische scores die een transparant „White-Box” model creëren dat uitleg geeft over de beslissing die wordt genomen door de bio-informaticatools die ze met AI ontwikkelen. Het is ondenkbaar om genoegen te nemen met een basale AI-benadering (die resultaten oplevert zonder uitleg Black-Box ) bij de ontwikkeling van bioinformatica-tools die zijn ontworpen om clinici te helpen.
Fair Genomics (FairGX). Tijdens de procedure vroeg Innoviris het consortium om de Fair Genomics-structuur op te zetten om het project te ondersteunen en zo de technologieën en innovatie die via Genome4Brussels zijn ontwikkeld, over te dragen aan het grote publiek. Fair Genomics is volledig eigendom van en wordt gecontroleerd door de 101 Genomes Foundation.
Ecosysteem. De partners willen een opwaartse spiraal op gang brengen om onderzoek te stimuleren en financieren en de wetenschap vooruit te helpen.
Onderzoek naar Marfan syndroom gefinancierd van 2020 tot 2023
Innoviris. Het‘Genome4Brussels‘-project werd eind 2020 aanvaard door Innoviris. Innoviris zal een deel van het project financieren, waardoor de IB2-, CHG- en MLG-teams drie jaar lang (2020-2023) kunnen werken aan het proefproject voor het Marfan-syndroom.
In mei 2021 publiceerde Innoviris een artikel over Genome4Brussels, dat kan worden bekeken via deze link: https://innoviris.brussels/fr/stories/ludivine-verboogen-et-romain-alderweireldt.
Het artikel wordt hier ook weergegeven:
Ludivine Verboogen en Romain Alderweireldt
„Er is een paradox in het onderzoek naar zeldzame ziekten. Ze financieren is altijd een probleem. Maar tegelijkertijd heeft onderzoek naar zeldzame ziekten geleid tot aanzienlijke vooruitgang bij andere, meer voorkomende ziekten. De toegevoegde waarde van dit onderzoek gaat dus veel verder dan zeldzame ziekten. Als we de zaken heel koel analyseren, kunnen we zeggen dat we enorme schaalvoordelen mislopen door onderzoek naar zeldzame ziekten slecht of helemaal niet te financieren.„.
Romain Alderweireldt en Ludivine Verboogen hebben maar een paar woorden nodig om uit te leggen wat de betekenis en het maatschappelijk belang is van hun gezamenlijke inzet voor de 101 Genomes Foundation. Hun ambitie ? Wetenschappers een bioinformaticaplatform bieden om genomisch onderzoek te bevorderen, een van de sleutels tot een beter begrip van zeldzame ziekten.
De gevaren van het leven geven aanleiding tot een geweldige drang naar het algemeen welzijn
Het verhaal van de stichting begon eigenlijk op 3 september 2015 met de geboorte van Aurélien, de zoon van Ludivine en Romain.
De vreugde van de eerste dagen maakte al snel plaats voor bezorgdheid : de artsen vermoeden het Marfan syndroom, een zeldzame ziekte die het bindweefsel ernstig kan aantasten, met hartgerelateerde gevolgen.
Op 4 augustus 2016, 11 maanden later, bevestigde een genetische analyse het slechte nieuws : Aurélien draagt een spontane mutatie van de FBN1. Hij lijdt aan een ernstige vorm van het Marfan syndroom.
Late diagnose en uit te vinden hulpmiddelen
Dit is een zeldzame spontane variant van het Marfan syndroom. Dit was een factor in de vertraging van 11 maanden bij het stellen van de diagnose : het referentiecentrum dat werd benaderd door de geneticus die Aurélien volgde om een genetische analyse uit te voeren, gebruikte nog steeds technieken voor gen-per-gen analyse, terwijl er technieken voor genomische analyse beschikbaar waren. „legt Ludivine uit. ” En tijdens de vele discussies die we met deze geneticus, professor Guillaume Smits, hadden, realiseerden we ons dat de kliniek niet over de fysieke en bio-informatica hulpmiddelen beschikte om te profiteren van de vooruitgang in het genoomonderzoek, zowel op het gebied van diagnose als op het gebied van de ontwikkeling van nieuwe behandelingen.zegt Romain.
” Zes jaar later is het mogelijk om het volledige menselijke genoom te sequencen en mutaties in al onze genen te identificeren tegen een steeds lagere prijs. Maar de initiële kosten van de machines zijn nog steeds erg hoog en genoomsequentiebepaling maakt nog geen deel uit van routinematig onderzoek of de klinische praktijk. Een gesequenced genoom genereert zo’n hoeveelheid gegevens dat het absoluut onmogelijk is om die handmatig 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. De tandem tussen ICT en biologisch onderzoek heeft een naam : bioinformatica. ”
Verwarring omzetten in positieve energie
Voor dit echtpaar was de behoefte om te investeren in genomica en bio-informatica de aanleiding. Ludivine en Romain hebben hun verwarring omgezet in positieve energie, met één doel voor ogen : het onderzoek en de kliniek vooruithelpen en bijdragen aan het ontstaan van behandelingen die Aurélien en andere kinderen met een zeldzame ziekte zullen helpen.
Op zoek naar het beschermende gen
Romain begon wetenschappelijke studies te verslinden. Zo kwam hij in aanraking met het ‘Resilient Project’ en de heranalyse van bijna 600.000 exomen (het coderende deel van het genoom). Veel zeldzame ziekten, en het Marfan syndroom in het bijzonder, worden veroorzaakt door pathogene mutaties, of zo je wilt ‘afwijkingen’, in de genen.legt Ludivine uit.
” Door de beschikbare gegevens opnieuw te analyseren, identificeerde dit onderzoek 13 volwassen dragers van een genetische afwijking die hen in hun kindertijd erg ziek had moeten maken of zelfs had moeten doden. Deze 13 mensen waren volwassen „Romain gaat verder. ” Waarom ? De aanwezigheid van andere genen met een beschermend effect die de ziekte tegengaan, zou een verklaring kunnen zijn. Het bestuderen van het genoom van deze mensen zou daarom de sleutel kunnen zijn tot een beter begrip van dit beschermende mechanisme. En dit inzicht zou het mogelijk kunnen maken om medicijnen of nieuwe behandelingen te ontwikkelen, bijvoorbeeld op basis van de eiwitten die door deze genen worden geproduceerd. ”
Ludivine : ” Romain besloot deze aanpak te herhalen in de specifieke context van het Marfan syndroom. En het ongelooflijke gebeurde op : hij slaagde erin om dragers van pathogene mutaties te vinden in de wereldwijde genomische referentiedatabase (gnomAD) die verondersteld werden te lijden aan een ernstige vorm van het Marfan-syndroom en dat blijkbaar niet waren. Het werd ons toen duidelijk dat als we een beschermend gen konden identificeren, we de effecten ervan konden repliceren om een behandeling te ontwikkelen. ”
De 101 Genomes Foundation en haar proefproject
In 2017 lanceerden Ludivine en Romain de 101 Genomes Foundation.
De doelstelling ? Het ontwikkelen van een bio-informaticaplatform om genomische gegevens te hosten en te vergelijken met de medische dossiers van mensen met zeldzame ziekten en ” controle ” vrijwilligers, om een beter inzicht te krijgen in de interacties tussen genen binnen het genoom.
Er werd al snel een proefproject gestart op : het 101 Marfan Genomes project, waarbij een cohort van 101 Marfan syndroom patiënten werd opgezet om als basis te dienen voor het onderzoekswerk. Het werd al snel duidelijk dat 101 genomen slechts het begin zouden zijn en dat ze zich moesten omringen met goed geïnformeerde wetenschappers.
Het wetenschappelijk comité dat aan het roer staat van de Stichting bestaat uit wereldleiders op het gebied van genomica, Marfan syndroom en algoritmen, waaronder verschillende Belgen. En deze vooraanstaande wetenschappers zijn vol bewondering voor het werk van Ludivine en Romain, dat zij zien als een ongekend voorbeeld van patiëntenparticipatie in wetenschappelijk onderzoek.
” Het werk heeft zich gericht op het creëren van een cohort van patiënten met dezelfde mutatie om verstorende factoren te beperken (GEMS-project) en parallel hieraan op het creëren van een algoritme dat is ontworpen om de pathogene aard van mutaties in het FBN1-gen te bevestigen (of te weerleggen). Op basis hiervan hopen we het hele genoom te onderzoeken om genen te identificeren die het Marfan syndroom modificeren (beschermen of verergeren). De eerste resultaten zijn veelbelovend „zegt Romain. ” En de betrokkenheid van Innoviris heeft geholpen om dit werk te versnellen. ”
GENOME4BRUSSELS, een ecosysteem op het kruispunt van 3 disciplines
De Innoviris projectoproep ‘Van therapeutische geneeskunde naar voorspellende geneeskunde : Voorspelling, Preventie, Identificatie’ werd met 5/5 ontvangen door Romain, Ludivine en de Stichting.
Aiko Gryspeirt, wetenschappelijk adviseur bij Innoviris: ” Zeldzame ziekten krijgen nog steeds veel te weinig aandacht. Als gevolg daarvan is er ook een gebrek aan financiering voor onderzoek naar zowel de ziekte als de behandeling ervan. Patiënten gaan vaak maanden of jaren van de ene specialist naar de andere voordat ze 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 bioinformatici in Brussel. Dit is een project van onschatbare waarde dat een grote impact kan hebben op het leven van mensen met een zeldzame ziekte. ”
„GENOME4BRUSSELS is een project gefinancierd door Innoviris, dat de Stichting, het Interuniversitair Instituut voor Bio-informatica in Brussel, het Centrum voor Menselijke Genetica en de Machine Learning Group omvat, die alle drie gevestigd zijn aan de ULB. Het doel is om in Brussel een ecosysteem te creëren voor medische, genomische en bio-informatica-expertise. Dankzij deze steun kon ons proefproject doorgaan en konden we onze expertise combineren om beschermende genen te identificeren. wat de weg vrijmaakt voor betere manieren om patiënten te helpen”,
besluit Romain.
