In 2019 hebben de 101 Stichting Genomes, het Interuniversity Institute Of Bioinformatics Brussels (IB2), het ULB Center of Human Genetics (CHG) en de ULB Machine Learning Group (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 de burgers van de innovatie en kennis die tijdens het project zijn verworven, zal vergemakkelijken.
Project
Genome4Brussels. Genome4Brussels is een gezamenlijk project dat de ambitie heeft om in de Brusselse regio een ecosysteem te laten ontstaan dat het volgende combineert:
- 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 mogelijk maken van een onderzoeksplatform dat gewijd is aan de ontwikkeling van bio-informaticahulpmiddelen op basis van “transparante” AI (White Box) om artsen en onderzoekers te ondersteunen 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
101 Stichting Genomes. In 2017 begon de 101 Stichting Genomes aan de zoektocht naar genomische superhelden wiens genen hen beschermen tegen de gevolgen van bepaalde zeldzame ziekten. Om deze zoektocht tot een goed einde te brengen, is de 101 Stichting Genomes begonnen met het ontwikkelen van een database waarmee 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 nabootsen (of de verergerende effecten beperken). Het proefproject van de 101 Stichting Genomes is gewijd aan het Marfansyndroom. Dit proefproject wordt ondersteund door verschillende Europese patiëntenverenigingen en wordt gedragen 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. De ULB 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 gekoppeld zijn aan 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 immers ondenkbaar om genoegen te nemen met een basisbenadering van AI (die resultaten levert zonder uitleg, “Black-Box”) bij de ontwikkeling van bio-informaticahulpmiddelen die bedoeld zijn om clinici te ondersteunen.
Fair Genomics (FairGX). Tijdens de procedure heeft Innoviris het consortium gevraagd om de structuur Fair Genomics op te zetten om het project te begeleiden en zo een overdracht naar de burgers mogelijk te maken van de technologieën en innovatie die dankzij Genome4Brussels zijn ontwikkeld. Fair Genomics is voor 100% eigendom van de 101 Stichting Genomes, die er de volledige controle over heeft.
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 gewijd aan Genome4Brussels dat kan worden geraadpleegd via deze link: https://innoviris.brussels/fr/stories/ludivine-verboogen-et-romain-alderweireldt.
Het artikel is hier ook overgenomen:
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 slechts enkele woorden nodig om de volledige betekenis en reikwijdte voor de samenleving van hun gezamenlijke inzet voor de 101 Stichting Genomes duidelijk te maken. Hun ambitie? Wetenschappers een bio-informaticaplatform ter beschikking stellen om vooruitgang te boeken op het gebied van genomisch onderzoek, 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 maakt al snel plaats voor bezorgdheid: artsen vermoeden het Marfansyndroom, een zeldzame ziekte die het bindweefsel zeer ernstig kan aantasten, met name met cardiale gevolgen.
Op 4 augustus 2016, 11 maanden later, bevestigt een genetische analyse het slechte nieuws: Aurélien is drager van een spontane mutatie van het FBN1-gen. Hij lijdt inderdaad aan een zware vorm van het Marfansyndroom.
Late diagnose en uit te vinden hulpmiddelen
Het gaat om een spontane en uiterst zeldzame variant van het Marfansyndroom. Dit speelde een rol in de termijn van 11 maanden om de diagnose te stellen: het referentiecentrum dat door de geneticus die Aurélien volgde werd gevraagd om een genetische analyse uit te voeren, gebruikte nog steeds technieken voor analyse gen per gen, terwijl er al technieken voor genomische analyse bestonden ”, legt Ludivine uit. “ En het was tijdens de vele gesprekken die we hadden met deze geneticus, professor Guillaume Smits, dat we begrepen dat de kliniek een gebrek had aan fysieke en bio-informatische hulpmiddelen om te profiteren van de vooruitgang in het genomisch onderzoek, zowel op het gebied van diagnose als wat betreft de ontwikkeling van nieuwe behandelingen, verduidelijkt Romain.
” Zes jaar later is het mogelijk om het volledige menselijke genoom te sequensen en mutaties in al onze genen te identificeren tegen steeds betaalbaardere kosten. Maar de initiële kosten van de machines blijven nog steeds erg hoog en het sequensen van genomen is nog geen routine geworden in onderzoek of kliniek. Een gesequenst genoom genereert zo’n volume aan gegevens dat het absoluut onmogelijk is om deze handmatig te verwerken: één genoom komt overeen met bijna 300 gigabyte aan gegevens! Er zijn algoritmische tools, kunstmatige intelligentie en een zeer gespecialiseerd team nodig om er iets uit te halen. Deze tandem tussen ICT en biologisch onderzoek heeft overigens een naam: bio-informatica. ”
Verwarring omzetten in positieve energie
Voor dit koppel juristen was de vaststelling dat er geïnvesteerd moet worden in genomica en bio-informatica een trigger. Ludivine en Romain hebben hun radeloosheid omgezet in positieve energie met één doel: het onderzoek en de kliniek vooruithelpen, en bijdragen aan 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 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 ”, vervolgt Romain. “ Waarom? De aanwezigheid van andere genen met een beschermend effect dat de ziekte tegenwerkt, zou een verklaring kunnen zijn. De studie van het genoom van deze personen zou dus de sleutel kunnen zijn om dit beschermingsmechanisme beter te begrijpen. En dit begrip 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 toen om deze aanpak te repliceren in de specifieke context van het Marfansyndroom. En het ongelooflijke gebeurde: hij slaagde erin om in de wereldwijde referentiedatabase voor genomen (gnomAD) dragers van pathogene mutaties te vinden die geacht werden een ernstige vorm van het Marfansyndroom te hebben, maar dat blijkbaar niet hadden. Het werd ons toen duidelijk dat als we erin zouden slagen een beschermend gen te identificeren, we de effecten ervan zouden kunnen repliceren om een behandeling te ontwikkelen. ”
De 101 Genomes Foundation en haar proefproject
In 2017 lanceerden Ludivine en Romain de 101 Genomes Foundation.
Het doel? Een bio-informaticaplatform ontwikkelen om genomische gegevens te hosten en deze te kruisen met het medisch dossier van personen met zeldzame ziekten en “controle”-vrijwilligers om de interacties tussen genen binnen het genoom beter te begrijpen.
Al snel wordt een proefproject gelanceerd: het 101 Genomes Marfan-project, oftewel het opzetten van een cohort van 101 patiënten met het Marfansyndroom dat als basis dient voor het onderzoekswerk. Het werd hen al snel duidelijk dat 101 genomen slechts een begin zou zijn, en dat ze een cruciale behoefte hadden om zich te omringen met deskundige 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 ”, verduidelijkt Romain. “En de tussenkomst van Innoviris heeft het mogelijk gemaakt om deze werkzaamheden in een stroomversnelling te brengen.”
GENOME4BRUSSELS, een ecosysteem op het kruispunt van 3 disciplines
Want de projectoproep ‘From therapeutic medicine to predictive medicine: Prediction, Prevention, Identification’ van Innoviris werd luid en duidelijk ontvangen door Romain, Ludivine en de Stichting.
Aiko Gryspeirt, Scientific Advisor 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. die de weg zullen vrijmaken om patiënten beter te helpen”,
concludeert Romain.
Dit bericht is ook beschikbaar in:
