Pangenoma. Conoscere la diversità genetica per nuove cure e trattamenti
La ricerca genetica inizia un nuovo capitolo della sua storia con l’avvio del pangenoma* che consentirà di confrontare in parallelo un ampio numero di sequenze genetiche umane in modo da individuare anche le minime varianti del DNA e aprire a nuove vie, per la ricerca e la comprensione delle più diverse malattie: dalla schizofrenia all’infertilità, dalle malattie rare alle patologie oncologiche.
Il lavoro che ha permesso questa nuova raccolta di sequenze – che ha conquistato la copertina della rivista Nature – è stato condotto dall’International Human Pangenome Reference Consortium, e vede l’importante partecipazione di scienziati italiani.
Perché il pangenoma. Uguali al 99% ma è la minima differenza a renderci unici
Il genoma è l’insieme di istruzioni del DNA che aiuta ogni creatura vivente a svilupparsi e a funzionare. Tra gli individui le sequenze del genoma differiscono leggermente. Nelle specie umana i genomi di 2 persone sono, in media, identici per oltre il 99%. Ma quella minima (o minime) differenza conferisce l’unicità di ciascuno e può fornire informazioni sulla sua salute, aiutando nelle diagnosi dell’eventuale malattia, a prevederne gli esiti e a indirizzare i trattamenti medici.
Il nuovo riferimento al “pangenoma include sequenze del genoma di 47 persone di etnie diverse comparate che hanno permesso di aumentare del 104% % il numero di varianti rilevate, per un primo quadro più completo della diversità genetica.
Ora i ricercatori mirano ad aumentarlo a 350 entro la metà del 2024. Con ogni persona che porta un insieme accoppiato di cromosomi, l’attuale riferimento include in realtà 94 distinte sequenze di genoma, con l’obiettivo di raggiungere 700 distinte sequenze entro il completamento del progetto” riporta il comunicato di NIH.GOV.
Ciò consentirà di confrontare le diverse popolazioni umane per precisare differenze e somiglianze e tutte le specie animali, in modo da creare la banca dati della vita, un patrimonio di conoscenze ad ampio raggio a disposizione di tutta la ricerca.
“Utilizzando tecniche computazionali avanzate per allineare le varie sequenze del genoma, i ricercatori hanno costruito un nuovo riferimento del pangenoma – spiega il NIH – che si basa anche sulla precedente sequenza del genoma di riferimento, aggiungendo oltre 100 milioni di nuove basi o “lettere” nel DNA.
Mentre la precedente sequenza del genoma di riferimento era singola e lineare, il nuovo pangenoma rappresenta contemporaneamente molte versioni diverse della sequenza del genoma umano. Questo processo offre ai ricercatori una gamma più ampia di opzioni per l’utilizzo del pangenoma nell’analisi di altre sequenze del genoma umano.
“Il riferimento al pangenoma umano ci consentirà di rappresentare decine di migliaia di nuove varianti genomiche in regioni del genoma precedentemente inaccessibili – ha affermato Wen-Wei Liao, Ph.D. studente alla Yale University e co-primo autore dell’articolo -. Con un riferimento al pangenoma, possiamo accelerare la ricerca clinica, migliorando la nostra comprensione del legame tra geni e tratti della malattia”.
Il contributo italiano: scienziati e autori delle primi applicazioni del pangenoma
Tra gli scienziati italiani che contribuiscono al lavoro ricordiamo Andrea Guarracino e Vincenzo Colonna, dell’Università del Tennessee e, rispettivamente dello Human Technopole di Milano e dell’Istituto di Genetica e biofisica del CNR di Napoli e Silvia Buonaiuto del Cnr-Igb (Institute of Genetics and Biophysics Adriano Buzzati).
Si deve ai ricercatori italiani una delle prime applicazioni della pangenomica che ha consentito l’individuazione e il ruolo dei gruppo di cromosomi sull’infertilità.
I costi
Il costo totale per sostenere il lavoro del Consorzio di Riferimento per il Pangenoma Umano dovrebbe essere di circa 40 milioni di dollari in cinque anni, somma che include gli sforzi per creare il riferimento per il pangenoma umano, migliorare la tecnologia di sequenziamento del DNA, gestire un centro di coordinamento, condurre attività di sensibilizzazione e creare risorse per la comunità di ricerca per utilizzare il riferimento al pangenoma.
La progettazione è svolta presso il National Human Genome Research Institute (NHGRI), uno dei 27 istituti e centri di ricerca dello statunitense National Institutes of Health (NIH), l’agenzia federale di ricerca di medicina di base, traslazionale*² e clinica per le malattie comuni e rare.
Note *pangenoma – raccolta delle sequenze di Dna; *²medicina traslazionale (MT o TM) è una branca interdisciplinare che combina e integra discipline, competenze e risorse per favorire e velocizzare i miglioramenti nella prevenzione, diagnosi e nelle terapie.
Immagine tratta da NIH.GOV
