Apresentação em Slide para Seminário

561 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 1 Departamento de Ensino de Ciências e Biologia Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ Rua São Francisco Xavier 524 Maracanã CEP 20550900 Rio de Janeiro RJ Brasil Email acgoesuerjbr Projeto Genoma Humano um retrato da construção do conhecimento científico sob a ótica da revista Ciência Hoje The Human Genome Project a portrait of scientific knowledge construction by the Ciência Hoje magazine Andréa Carla de Souza Góes1 Bruno Vinicius Ximenes de Oliveira1 Resumo Em abril de 2003 o Projeto Genoma Humano PGH que havia sido iniciado em 1989 foi finalizado Objetivamos neste trabalho relatar a evolução do conhecimento científico que culminou na proposição da sequência de nucleotídeos do genoma humano sob a ótica da revista Ciência Hoje CH pioneira na popularização de ciência no Brasil Analisamos a divulgação do PGH na revista CH de dezem bro de 1984 a dezembro de 2010 intervalo que compreende a motivação do sequenciamento do genoma humano a fundação das instituições responsáveis pelo projeto e prosseguimento do PGH a rivalidade com a empresa privada Celera Genomics a publicação do primeiro rascunho e consequências imediatas do projeto Esperamos que a compreensão do pensamento reinante na época e dos estilos envolvidos nesse processo contribua para uma visão mais adequada da produção do conhecimento científico relacionado ao PGH e para a melhoria da educação científica de professores de biologia e de ciências Palavraschave Projeto Genoma Humano Sequenciamento de DNA Revista Ciência Hoje Ensino de genética Divulgação científica Abstract The Human Genome Project HGP which began in 1989 was completed in April 2003 In this paper we report the evolution of the scientific knowledge that culminated in the release of the human genome nucleotide sequence by Ciência Hoje CH magazine a pioneer in science popularization in Brazil We analyzed the release of the HGP in CH through December 1984 to December 2010 a range that includes the planning of the sequencing the foundation of institutions to undertake the project and continuation of the HGP the rivalry with the private company Celera Genomics the publication of the first draft and the immediate consequences of the project We hope that the understanding of the spirit of that time and the styles involved in such process contribute to an adequate view of the scientific knowl edge production related to HGP and improve the scientific education of biology and science teachers Keywords Human Genome Project DNA sequencing Ciência Hoje magazine Genetic teaching Science popularization DOI httpdxdoiorg101590151673132014000300004 562 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Introdução O Projeto Genoma Humano O Projeto Genoma Humano PGH teve como objetivo o sequenciamento dos 31 bilhões de bases nitrogenadas do genoma humano O genoma é o conjunto de DNA de um ser vivo e o DNA é formado pela ligação sequencial de moléculas denominadas nucleotídeos Estes são constituídos por três componentes representados na Figura 1 a molécula de fosfato a molécula de açúcar denominada desoxirribose e a base nitrogenada As bases nitrogenadas podem ser de quatro tipos adenina A timina T citosina C e guanina G A ordem com que os nucleotídeos são dispostos no DNA é que faz com que uma molécula difira da outra Podemos determinar esta diferença por meio do sequenciamento dos genomas Como as moléculas de fosfato e açúcar são sempre as mesmas a ordem da sequência é dada pelas ba ses nitrogenadas Por exemplo este pequeno fragmento de DNA representado na Figura 1 é constituído pela sequência AGCT Figura 1 O nucleotídeo é formado por uma molécula de fosfato o açúcar desoxirribose e uma base nitrogenada a qual pode ser do tipo adenina guanina citosina ou timina Fonte Adaptado de httpwwwenqufscbrlabsprobiodiscengbioqtrabalhosgrad20052 constituinteslinksacidoshtm Acesso em 10 jun 2014 O O O O O O O P CH2 Extremidade 5 Fosfato Desoxirribose Adenina Guanina Citosina O O O O P CH2 O O O O P CH2 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H O O O O O O O O O O P CH2 N N N N N NH2 N N N NH2 NH2 N N N N CH3 Timina Extremidade 3 563 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato O grupo que se propôs a sequenciar o genoma humano consistiu em um consórcio público internacional liderado pelo National Human Genome Research Institute NHGRI subordinado ao National Institute of Health NIH dos Estados Unidos Reunindo equipes de pesquisa e laboratórios de vários países seu objetivo central era o sequenciamento completo do genoma humano Um dos projetos mais ousados no campo das ciências biomédicas sua proposta foi lançada pelo Department of Energy DOE na década de 1980 motivada por um ímpeto de investimento em pesquisas genéticas a impulsionar pesquisas relacionadas à Biologia Molecular No caso do sequenciamento o objetivo era construir uma base informacional que contribuísse para a medicina no campo das síndromes relacionadas a exposição à radiação Resultado de discussão ocorrida em vários encontros de Biologia Molecular em 1989 o PGH foi oficialmente iniciado sob a direção de um dos responsáveis pela descrição da es trutura da molécula de DNA James Watson então diretor do NHGRI Em 1992 Watson foi substituído por Francis Collins LEITE 2006 Dentro do país o DOE era um importante colaborador Fora do país a fundação da Human Genome Organization HuGO garantiu a coordenação multinacional do projeto A estimativa inicial de custo era de um dólar por base de DNA sequenciada PENA 2010 que projetava uma pesquisa onerosa e o grande volume de informação a ser gerada sugeria pelo menos 15 anos para a sua conclusão A possibilidade de lucro com o patenteamento de regiões do genoma humano atraiu o interesse do cientista e empresário em biotecnologia John Craig Venter que em maio de 1998 anunciou a criação da empresa privada Celera Genomics Uma jointventure formada por meio do apoio capital da empresa de equipamentos e suprimentos Perkin Elmer a Celera se comprometeu em sequenciar todo o genoma humano até 2001 contra o final então previsto pelo consórcio público para 2003 PORCIONATTO 2007 Com uma tecnologia inovadora o wholegenome shotgun empregada com sucesso no sequenciamento do genoma da Drosophila melanogaster ADAMS et al 2000 a Celera realizou o procedimento com o genoma humano em aproximadamente 13 meses VENTER et al 2001 O investimento da Celera trazia preocupações ao consórcio internacional Iniciavase assim uma rivalidade que alavancou o PGH Movidos pelo receio de um possível loteamento do genoma humano pela Celera o PGH tomou por objetivo terminar seu trabalho antes da em presa privada Segundo o geneticista Sérgio Pena Estimase que o projeto público tenha usado seiscentos sequenciadores de DNA espalhados em laboratórios de vários países Por outro lado a Celera utilizou cerca de 300 sequenciadores todos sob o mesmo teto PENA 2010 p 65 A corrida entre os dois grupos terminou com a apresentação em rede mundial do rascunho do genoma na cerimônia do ano 2000 na Casa Branca Figura 2 Os diretores dos dois grupos rivais Francis Collins e J Craig Venter declararam uma vitória conjunta e anunciaram uma trégua implícita em suas corridas para decifrar o livro da vida PORCIO NATTO 2007 p 54 Porém a publicação desse rascunho só ocorreu em fevereiro de 2001 dias 15 e 16 respectivamente pelas revistas Nature e Science Figura 3 A conclusão oficial do projeto acon teceu em abril de 2003 junto às comemorações dos cinquenta anos de descrição da estrutura molecular do DNA 564 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Figura 2 A divulgação do rascunho do genoma no ano 2000 em cerimônia na Casa Branca Legenda da esquerda para a direita Craig Venter o então presidente dos Estados Unidos Bill Clinton e Francis Collins Fonte httpwwwthescientistcomarticlesviewarticleNo12937titleTheHumanGenome Acesso em 18 jun 2014 Figura 3 Capas dos periódicos Nature e Science respectivamente de 15 e de 16 de fevereiro de 20012 2 Volume 409 número 6822 e volume 291 número 5507 respectivamente Nature apresentou 39 artigos sobre o genoma enquanto Science apresentou 32 LEITE 2006 correspondendo a uma considerável proporção de seus conteúdos ao tema Fonte Leite 2003 565 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato O produto final do projeto consistiu no sequenciamento de um genomareferência composto por genomas de diferentes povos Eram amostras de doadores anônimos oriundos de diferentes grupos étnicos Em 2007 foi descrita a primeira sequência genômica completa diploide de um único indivíduo Essa foi conhecida como HuRef e o genoma no caso era o de Craig Venter PENA 2010 Por sua vez a conclusão do Projeto Genoma não atendeu as expectativas propagadas por Francis Collins benefícios imediatos que levariam à cura de diversas doenças congênitas e grande avanço às pesquisas biomédicas LEITE 2006 Sem dúvida houve um imenso avanço em relação ao conhecimento do genoma humano Mas se no início do milênio a mídia esperava noticiar avanços médicos com grande euforia no fim dessa mesma década humildes reportagens e entrevistas apresentavam a dificuldade de um leigo identificar ou entender algum benefício imediato resultante do sequenciamento do genoma humano PRONIN 2010 As perspectivas pósgenômicas encontramse no surgimento de outras áreas de pesquisa outros omas onde o genoma se apresentava apenas como uma informação inicial o pioneiro No entanto o avanço que o pioneiro estudo da genômica trouxe teve efeito avassalador na Biologia Molecular do século XXI como um ponto de partida básico uma referência que guia estudos e investigações a um semnúmero de descobertas a cada dia Divulgação científica Como um portal de comunicação entre a academia e o público em geral a divulgação científica possui papel importante no processo de construção do conhecimento científico pela população Traz à discussão notícias e conhecimentos do cotidiano da pesquisa científica em linguagem acessível ao cidadão comum Auxilia em sua formação assim como no aumento da qualificação geral científicotecnológica da sociedade MOREIRA 2006 Logo possui um papel essencial na educação científica do indivíduo As novidades tecnológicas e descobertas científicas cada vez mais se aproximam do cotidiano da população em geral e suas consequências são de importância direta para o cidadão e a sociedade Assim como a alfabetização ortográfica e gramatical se tornou indispensável para o exercício pleno da cidadania no século XX em tempos de vida artificial recriação do BigBang desastres ambientais em escala local e consequência global a alfabetização científica e tecnológica é de suma importância para o cidadão do terceiro milênio Segundo Scheid Ferrari e Delizoicov 2005 a sociedade contemporânea clama por uma educação científica que atenda às exigências decorrentes do estado atual do conhecimento científico e suas aplicações especialmente na área da genética Ao contrário do que frequente mente ocorre em economia e política pesquisas científicas raramente rendem uma manchete de jornal Quando isso ocorre é sinal evidente de que as coisas no mundo já não são as mesmas de antes CAPOZOLI 2001 A revista Ciência Hoje Pioneira em divulgação científica no país a revista Ciência Hoje CH pode ser con siderada um meio de comunicação direta do público leigo com o ambiente acadêmico e de pesquisa De circulação nacional a revista publicada pelo Instituto Ciência Hoje ICH sob a 566 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 chancela da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência SBPC possui grande parte de seus artigos escritos por importantes pesquisadores das principais universidades e centros de pesquisa do país assim como jornalistas com experiência em divulgação de ciência Essa ca racterística confere confiabilidade à publicação tanto pela comunidade científica quanto pelos professores da Educação Básica Ciência Hoje nasceu de uma ideia proposta por Roberto Lent em 1978 porém sua primeira edição data de 1982 após a estruturação da revista por meio de financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq da Financiadora de Estudos e Projetos Finep e da própria SBPC A revista teve como editores fundadores Roberto Lent Alberto Passos Guimarães Filho Darcy Fontoura de Almeida e Ennio Candotti com um conselho editorial composto com grandes nomes de vários estados ALVETTI 1999 GUIMARÃES FILHO 1992 Desde lá afamília Ciência Hoje cresceu ganhando o Jornal da Ciência Hoje o en carte infantil futura revista Ciência Hoje para Crianças e o suplemento Technologia além de vários números especiais como Amazônia Nordeste Eco Brasil etc ALVETTI 1999 A fundação do ICH oficializou os objetivos da CH para além da revista que após a popularização da internet se integrou a uma plataforma virtual3 com colunistas fixos e grande diversidade temática tanto para crianças como para professores e pessoas leigas Desde 1982 são mais de trinta anos de publicações quase ininterruptas onde por diversas vezes a revista sofreu mudanças estruturais e de layout assim como o perfil de reda ção de suas matérias A regularidade de sua publicação alterouse de bimestral para mensal de acordo com a situação econômica da SBPC e do país Porém na última década não somente a publicação se regularizou como adquiriu grande qualidade Atualmente a revista publica 11 números anualmente já que a edição de janeiro é publicada conjuntamente com a de fevereiro Formação de professores No que tange ao professor de ciências os cursos de formação continuada ainda são poucos perante a série de novidades e termos científicos que ganham nosso cotidiano em produtos e tecnologia e na mídia essenciais em seu vocabulário Nanotecnologia antimatéria e engenharia genética estão presentes em nosso cotidiano há décadas desde exames médicos ao alimento que ingerimos ou roupa que vestimos Para os docentes a compreensão dessas novi dades deve ser contínua assim como os pesquisadores e cientistas o fazem ao acompanharem periódicos científicos Diferentemente da população leiga que não domina conceitos técnicocientíficos esperase que o professor de ciências detenha esse saber uma vez que compete a ele orientar a construção do conhecimento científico dos alunos Logo matérias de divulgação importantes assim como os artigos dos cientistas se configuram essenciais para a sua atualização Quando se pensa no contexto escolar a participação da divulgação científica ganha uma nova dimensão e compete ao professor a erudição na linguagem da ciência possibilitando cumprir seu papel 3 Disponível em httpcienciahojeuolcombr Acesso em 18 jun 2014 567 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato social sem trazer prejuízos a seus alunos e à sociedade Em tese sua leitura deve ser isenta de equívocos possibilitando trazer à sala de aula assuntos atuais em ciência em uma discussão construtiva e relevante O professor deve ser capaz de identificar fontes idôneas e realizar uma leitura confiável De acordo com Pinheiro Silveira e Bazzo 2007 a importância de discutir com os alunos os avanços da ciência e tecnologia suas causas consequências os interesses econômicos e políticos de forma contextualizada está no fato de que devemos conceber a ciência como fruto da criação humana Leite 2004 sugere que o professor pode atuar como mediador entre os historiadores da ciência e os estudantes ao utilizar a História da Ciência como estratégia para problematizar concepções de ciência e conteúdos de ciências Segundo Fleck 1986 apud SCHEID FERRARI DELIZOICOV 2005 p 224 a História da Ciência inserida na educação científica poderá oportunizar um caminho de orientação aos alunos na apropriação de uma concepção de ciência como atividade humana construída na interação entre o sujeito cognoscente o objeto a conhecer e o estado do conhecimento Assim como forma de lançar luz a um dos episódios mais importantes da história recente da ciência o presente trabalho analisa a evolução do conhecimento científico que cul minou na proposição da sequência de DNA do genoma humano e sua aceitação pela comuni dade científica sob a ótica da revista de divulgação científica Ciência Hoje Esperamos que este retrato do Projeto Genoma Humano contribua para o desenvolvimento de uma visão mais adequada sobre a construção do conhecimento científico relacionado ao tema e para a melhoria da educação científica especialmente na formação de professores de ciências biológicas Metodologia Visando acompanhar o relato do PGH por meio da revista Ciência Hoje foram in vestigados todos os seus números em um intervalo que compreende de dezembro de 1984 a dezembro de 2010 Este período compreende desde a ideia original do projeto sua concepção e desenvolvimento até a sua conclusão Foram selecionados 18 artigos cuja temática principal era o PGH ou que divulgassem algum estudo ou discussão relevante ao tema citando a im portância do projeto Quadro 1 A partir desses artigos traçouse uma evolução histórica do projeto sob a perspectiva da revista possibilitando caracterizar transformações conceituais e o impacto dos resultados do PGH na comunidade científica 568 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Identificação v 5 n 29 mar1987 v 15 n 88 mar1993 v 17 n 99 abr1994 v 17 n 99 abr1994 v 18 n 101 jul1994 v 24 n 144 nov1998 v 27 n 158 mar2000 v 27 n 162 jul2000 v 28 n 163 ago2000 v 28 n 166 nov2000 v 28 n 166 nov2000 v 29 n 173 jul2001 v 32 n 192 abr2003 v 34 n 202 mar2004 v 35 n 208 set2004 v 35 n 209 out2004 v 36 n 215 mai2005 v 38 n 228 jul2006 Autores Galler Ricardo Vieira Cassio Massarani Luisa Muniz Marise Ciência Hoje e Convidados Ciência Hoje e Convidados Massarani Luisa Garcia Eloi Rumjanek Franklin Belizário José Zatz Mayana Costa Vera Costa Vera e Convidados Gilbert Walter Pimenta Adriano Goffeau André Sulston John Prosdocimi Francisco Santos Fabrício Souza Sandro Amaral Paulo Nakaya Helder Quadro 1 Artigos da revista Ciência Hoje selecionados durante o período de dezembro de 1984 a dezembro de 2010 Fonte Elaborado pelos autores Título Decifrando os genes humanos A megaciência dos genes Como enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano O primeiro mapa do genoma Combate a doenças tropicais O passo seguinte do genoma O 22 já foi só faltam 22 Proteoma o desafio tecnológico do século 21 A importância dos estudos sobre o cromossomo 21 Genoma decifrado trabalho dobrado As promessas e os riscos Rumo ao proteoma Os desafios do Proteoma As modas da ciência Ética e Genética Sobre bioinformática genoma e ciência O ponto X do sexo DNA NãoCodificador o lixo que vale ouro Seção Um Mundo de Ciência É Bom Saber Debate É Bom Saber Ciência em Dia Opinião Mundo de Ciência Opinião Mundo de Ciência Matéria de Capa Matéria de Capa Entrevista Biologia Molecular Entrevista Entrevista Opinião Mundo de Ciência Biologia Instituição Fiocruz Ciência Hoje Ciência Hoje Diversas Ciência Hoje Diversas Ciência Hoje Fiocruz UFRJ USP USP Ciência Hoje Ciência Hoje Diversas Harvard University UFMG Université Catholique de Louvain University of Cambridge UFMG Instituto Ludwig USP 569 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato Resultados e discussão O nascimento do Projeto Genoma Humano Em março de 1987 a CH publicou o primeiro artigo sobre o futuro Projeto Genoma Humano Na seção Um Mundo de Ciência o pesquisador da Fiocruz Ricardo Galler publicou o artigo Decifrando os genes humanos v 5 n 29 onde apresentou tópicos discutidos em um importante encontro de Biologia Molecular ocorrido em Nova Iorque no qual o sequen ciamento do genoma humano era o principal tema Em fins da década de 1980 o alto custo em potencial do empreendimento trazia certa hesitação quanto à importância do projeto con siderandose que não eram claras as aplicações práticas da informação que ele traria A ameaça do desenvolvimento do projeto por iniciativa japonesa pressionava os americanos a tomarem a iniciativa e garantir o pioneirismo neste empreendimento levando a discussão da criação de um instituto próprio para pesquisas do genoma humano e perspectivas para a tecnologia de sequenciamento Todos esses pontos são relatados por Galler 1987 que destaca a importância do DOE nesse episódio como seu apoio à aquisição de informações genéticas além de sua contribuição a um importante e oneroso banco de dados de Biologia Molecular o Genbank A matéria traz o fato envolvido pela euforia inicial que essa proposta trazia o nascimento das hipérboles que viriam a caracterizar o merchandising genômico nas próximas décadas como a chavemestra para os segredos da hereditariedade Porém um longo hiato se sucede entre esse artigo e o próximo a discursar sobre o Projeto Genoma Já em 1993 o artigo A megaciência dos genes v 15 n 88 dedicouse em caracte rizar o que era o PGH Com uma expectativa exacerbada do potencial do sequenciamento do genoma humano a euforia dos autores nesse artigo ficava clara em expressões como o mais ambicioso programa de pesquisa biológica de todos os tempos mega aventura científica e o código químico necessário para moldar a vida Mostrase presente também a concepção que permearia durante grande parte da década de que o genoma humano era composto por cerca de 100 mil genes Com boxes explicativos e denso texto em linguagem acessível este arti go apresenta sumariamente uma perspectiva global do projeto possibilitando uma visão mais crítica aos conflitos éticos e problemas no andamento do Projeto Genoma Nesse contexto o PGH já tinha uma história em andamento um corpo de trabalho formado e metodologia elaborada e o mundo começava a conhecer melhor o que viria a ser o genoma humano e o desafio de mapeálo O ano seguinte foi marcado por artigos peculiares Em uma mesma revista abril de 1994 v 17 n 99 foram publicadas discussões éticas acerca do PGH o qual se tornara mais popular na mídia incluindo a CH e uma reportagem sobre a publicação do primeiro mapa do genoma O primeiro intitulado Como enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano 1994 foi um debate promovido pela revista com opiniões de pesquisadores bra sileiros acerca de questões éticas relativas ao PGH É o primeiro artigo a se dedicar totalmente a um enfoque bioético Porém em alguns discursos fica clara uma perspectiva equivocada e visão reducionista sobre a contribuição da informação completa do genoma humano à ciência biomédica e à sociedade Um dos convidados em um discurso perigosamente simplório deixa entender que o genoma abriga todas as informações da constituição de um indivíduo inclusive seu comportamento Para ele por intermédio de um mapa genético poderiam se traçar todos 570 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 os potenciais de um indivíduo O pesquisador defendia uma fantasiosa realidade futura em que a utilização desta informação se faria necessária a decisões políticas e jurídicas de acordo com a natureza do indivíduo Porém apesar deste e outros deslizes ingênuos como a concepção de uma iminente terapia gênica eficaz a surgir nos próximos anos até hoje ainda inconsistente há uma discussão coerente relacionada à preocupação com a restrição dos benefícios dos re sultados do PGH a apenas parte da população Quebrando uma perspectiva de ciência neutra discutese que a sociedade precisa se preocupar com os problemas sociais que em países como o nosso causam mais mortes que doenças genéticas O outro artigo dessa edição O primeiro mapa do genoma 1994 divulga a conclu são de um mapa genômico publicado na Nature por um grupo de estudos francês o Centro de Estudos do Polimorfismo Humano liderado por Daniel Cohen Este mapa ainda apontava a perspectiva de 100 mil genes para o genoma humano Pesquisadores convidados da CH co mentam e traçam perspectivas triviais aos resultados do projeto como o estudo de doenças questões éticas e legais e possíveis tratamentos futuros como a terapia gênica Nesse mesmo ano a pesquisa de Cohen e a citação do PGH foram tópicos presentes em outro artigo da CH No artigo Combate a doenças tropicais v 18 n 101 é relatada a criação do Projeto Genoma dos Parasitos PGP e sugerese uma contribuição de até 5 da verba do PGH para esse tipo de pesquisa com perspectivas de ser um conhecimento com potencial a ajudar no combate a doenças que assolam os países de terceiro mundo No box denominado Cooperar não é competir uma discussão com dois pesquisadores que partici param da elaboração das linhas gerais do PGP critica a necessidade de abrangência do PGH aos países de terceiro mundo apresentando a aplicação à saúde e o benefício do paciente como principal objetivo do sequenciamento O desenvolvimento do Projeto Genoma Humano e o nascimento da proteômica Em 1998 por sua vez a CH começa a demonstrar maior maturidade sobre o PGH Notase uma perspectiva mais realista e menos eufórica acerca do sequenciamento Outros termos também emergem nesse contexto Eloi Garcia 1998 no artigo intitulado O passo seguinte ao genoma v 24 n 144 discute uma nova questão a proteína genômica ou proteoma Esta consistia numa nova investigação a se investirem esforços a qual seria mais informativa que a genômica Na proteômica estudase um mapa análogo de proteínas dos tipos celulares e suas interações Isso reflete a conscientização dos geneticistas e bioquímicos quanto aos limites dos resultados do PGH que por sua vez revelou a necessidade da formulação de novas perguntas quanto ao objetivo de entender o completo funcionamento do organismo e suas células Porém ainda há vestígios da empolgação do início da década detectados em expressões como desvendar os segredos da vida É interessante destacar que o conceito clássico um gene uma proteína ainda se fazia presente no discurso de Garcia O sequenciamento já apresentava perspectivas mais claras porém as consequências mais impactantes ainda estavam por vir O ano 2000 se destaca pelo acirramento da rivalidade entre os pesquisadores do PGH e a Celera Genomics e pela iminência da publicação do primeiro rascunho do genoma O projeto foi citado em muitos artigos desse ano que por sua vez também foi caracterizado pela divulga ção de projetos genomas de outros organismos Dentre as citações publicadas na CH podese 571 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato destacar a conclusão do mapa genético da bactéria agrícola Xyllela fastidiosa pesquisa realizada por equipe brasileira v 27 n 159 e o da Drosophila melanogaster v 27 n 161 realizado pela equipe da Celera A preocupação com a cobertura do PGH foi grande em cinco artigos que se dedicaram inteiramente a discutir os principais avanços do projeto no decorrer desse ano O primeiro O 22 já foi só faltam 22 v 27 n 158 de autoria de Franklin Rumja nek 2000 constava na edição de março A partir da publicação do sequenciamento completo do cromossomo 22 no periódico Nature em um aprazível texto Rumjanek 2000 traça um panorama onde já se pode observar a influência dos resultados preliminares no rascunho do genoma Ele destacou a previsão errônea de 100 mil genes para a espécie humana a qual já havia sido rebaixada para 61 mil Também informou que as perspectivas de conclusão do projeto já se formavam se fixando para o ano comemorativo de 2003 50 anos da elucidação da dupla hélice do DNA Em julho a temática do proteoma é retomada por meio do texto de José Belizário 2000 então professor e pesquisador da USP Em Proteoma o desafio tecnológico do século 21 v 27 n 162 o autor aponta que no século que passou conhecer a estrutura e funciona mento do genoma e caminhar para um sequenciamento completo desta estrutura para a espécie humana foram grandes conquistas Porém o desafio para o século 21 é trazer esta informação para uma abordagem funcional no organismo O autor apresenta como a genética molecular e seus dogmas se alteraram assim como os conceitos em biologia celular Defende que apesar dos grandes avanços que o sequenciamento completo do genoma humano possa trazer este é apenas um estudo inicial pois para se entenderem os mecanismos químicos e fisiológicos da vida muitos estudos ainda têm de ser feitos sobretudo no campo das proteínas e do metabo lismo Assim defende a importância do crescimento da proteômica uma área que em muito pode contribuir para ajudar nesta busca dos mistérios que a vida nos apresenta O texto de Belizário 2000 ainda está impregnado de expressões que deturpam o sentido do PGH Uti lizandose de expressões que apresentam o genoma como arquivo oculto da vida e a força misteriosa e divina da vida temos simplificações semânticas similares às criticadas expressões livro da vida ou receita da vida utilizadas por alguns autores com o intuito de apresentar de forma simples a importância e função do genoma ao grande público Em agosto Mayana Zatz 2000 publicou o artigo intitulado A importância dos estu dos sobre o cromossomo 21 v 28 n 163 divulgando a conclusão do sequenciamento desse cromossomo Por meio deste artigo concluise equivocadamente que conhecendose um gene relacionado a uma doença podese chegar a um tratamento imediato Em novembro de 2000 v 28 n 166 o genoma foi matéria de capa da CH em duas publicações diferentes na mesma edição com grande número de páginas Os artigos organiza dos por Vera Costa 2000a 2000b são bastante diferentes entre si sendo o primeiro mais uma contextualização do PGH possivelmente para preparar o leitor para uma interpretação crítica do segundo uma discussão ética conduzida pela jornalista científica e convidados Em Genoma decifrado trabalho dobrado COSTA 2000a ela relata um panorama do PGH após o anúncio em meio a seu ápice de popularidade a divulgação do primeiro rascu nho do genoma Descreve em números os gastos do projeto até então assim como a situação o quadro existente de um sequenciamento incompleto com algumas falhas e muito ainda a fazer Neste artigo vislumbrase o que poderia no futuro ser chamado de Projeto Proteoma o estudo da interação das proteínas codificadas por esses genes A autora reproduz algumas 572 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 das expectativas que rodeavam o projeto naquele momento como o diagnóstico precoce para defeitos genéticos assim como questões éticas com comentários de Mayana Zatz Fica clara a preocupação presente há certo tempo do desenvolvimento do aperfeiçoamento genético assim como a preocupação com a privacidade Ela mantém uma retórica relativamente otimista marcada pela ingenuidade presente na consideração dos resultados da genômica como resposta às questões sobre o que é o ser humano O segundo artigo As promessas e os riscos é reflexivo onde mais uma vez a CH convida personalidades para responder questões sobre a temática do PGH Entretanto dife rentemente do artigo Como enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano 1994 esse traz diferentes profissionais a manifestar sua opinião como pesquisadores religiosos e advogados no objetivo de promover uma discussão mais abrangente sobre os impactos sociais éticos e filosóficos deste empreendimento por meio de distintas perspectivas Por intermédio das questões O que se pode esperar do sequenciamento do genoma humano e Quais os principais problemas éticos e filosóficos que o sequenciamento traz os convidados de Costa 2000b expressam preocupações com as patentes de genes a má interpretação desta ciência e até a sua influência no mercado de trabalho onde o perfil genético poderia se mostrar no futuro mais um requisito a ser anexado no currículo de profissionais Um fato notório é que todos os profissionais consultados apresentam uma visão abrangente do PGH até mesmo os teólogos representados por um judeu e um cristão Es ses compartilham com biólogos médicos e advogados à sua maneira o reconhecimento de potencialidades positivas e a preocupação com a propagação da discriminação genética e mau uso desse saber A publicação do rascunho do genoma pelas revistas Nature e Science em fevereiro de 2001 ocorreu no momento em que o mundo caminhava em um clima futurista no início do século XXI Neste ano a primeira publicação relacionada ao PGH foi uma entrevista com o físico e químico Walter Gilbert 2001 um dos pioneiros da tecnologia de sequenciamento do DNA intitulada Rumo ao Proteoma v 29 n 173 O artigo pode ser visto como uma reflexão sobre a perspectiva posterior aos resultados do rascunho do genoma Ele afirma que a revelação de que talvez tenhamos um número pequeno de genes mostra que devemos prestar mais atenção em aspectos como a interação das proteínas GILBERT 2001 p 10 É notório no discurso de Gilbert 2001 o apoio à política de patenteamento de sequências gênicas Para este o papel do patenteamento de genes e drogas é encorajar invenções GILBERT 2001 p 11 Essa opinião polêmica apresenta um equívoco entre o conceito de invenção e descoberta já que os genes não são invenções humanas Isto suscita questões éticas como quem tem di reitos sobre o que é natural e se o patrimônio genético pode ser de tutela privada No entanto a opinião de Gilbert 2001 não surpreende já que é um dos fundadores da Myriad Genetics empresa de biotecnologia que ganhou fama ao patentear o teste genético de rastreamento de mutações nos genes BRCA1 e BRACA2 envolvidos no câncer de mama e ovário hereditários O artigo de abril de 2003 Os desafios do proteoma v 32 n 192 de Adriano Pimenta traz uma das melhores apresentações do proteoma além de mostrar outros novos omas nascidos da base informacional construída pelo Projeto Genoma É o primeiro artigo que declara a era pósgenômica que expressa a necessidade de desenvolver novos campos de pesquisa na Biologia Molecular para que possamos compreender os fenômenos moleculares que regem a vida celular Pimenta 2003 lança questões mais consistentes acerca da comple 573 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato xidade humana pela perspectiva molecular à luz de resultados importantes do sequenciamento já publicados de 2001 a 2003 como a previsão de menos de 40 mil genes no genoma humano e não os esperados 100 mil apenas o dobro da quantidade de genes de vermes e moscas A descoberta de uma diversidade muito maior de proteínas do que de genes causou grande alvoroço enfatizando a necessidade de se desenvolverem estudos para explicar esse fato por meio dos mapas de interações metabólicas e proteicas das células Notase um crescimento exponencial da importância da proteômica na virada do milênio assim como a necessidade de novas áreas de estudo como o transcriptoma e metaboloma em meio às questões que surgiram com o avanço da tecnologia e dos conhecimentos na Biologia Molecular A era pósgenômica Após 2003 o PGH já não mais rendia destaque nas publicações da CH O mape amento de genomas tinha se tornado trivial e a tecnologia genômica abriu possibilidade ao desenvolvimento de projetos genoma de vários organismos alguns apresentados pela própria CH como o Decifrado o genoma de três parasitos v 37 n 219 de Ana Paula Lima 2005 A consolidação do conhecimento genômico como uma ciência de base mostravase presente também em artigos como Pequenos RNAs um mundo novo e revolucionário v 35 n 206 de Maité Silva 2004 Em 2004 duas entrevistas com enfoque na discussão de questões éticas e sociais e a relação ciênciasociedade foram publicadas Ambas discutiram a nãoneutralidade em ciência apresentando uma perspectiva econômica acerca da pesquisa científica onde interesses econô micos e de mercado assim como as regras da política mundial refletem um direcionamento de enfoques no desenvolvimento de estudos em ciência Em março uma entrevista intitulada As modas da ciência v 34 n 202 com André Goffeau 2004 importante cientista no campo da biotecnologia teve por foco a conduta de cientistas para defender projetos de pesquisa Ele discute questões éticas relacionadas à manipulação de informações e à escolha do tema da pesquisa em um contexto onde o desinteresse de investimentos em pesquisa de base e a priorização da pesquisa aplicada assuntos que estão na moda na ciência como foi o genoma trazem financiamento a seu desenvolvimento Em relação ao PGH ele destaca que os frutos do PGH ainda demorarão muitos anos para amadurecer De forma similar John Sulston 2004 químico britânico laureado com o Nobel de Medicina pelo seu trabalho com o C elegans e colaborador do PGH também responde a uma entrevista no artigo de setembro desse ano Ética e Genética v 35 n 208 Em suas respostas apresenta um mercado científico onde as principais investigações e focos de financiamento se dão em pesquisa aplicada que tenham algum retorno financeiro O autor critica esse jogo de interesses no campo da ciência que motiva a privatização de genes e renega o combate de problemas de países pobres não contemplados com benefícios de investigações científicas para essa finalidade Em outubro desse ano a CH apresenta uma tecnologia essencial para a genômica a Bioinformática Em um artigo de fácil compreensão Sobre bioinformática genoma e ciên cia v 35 n 209 Francisco Prosdocimi e Fabrício Santos 2004 discutem tanto tecnologia genômica quanto história e crítica de ciência Em um contexto onde a informação genética humana é revelada em um sem número de genes sequenciados e armazenados em bancos de 574 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 dados como o GenBank norteamericano a bioinformática se desenvolveu para auxiliar na análise desta gama de informações O artigo de Prosdocimi e Santos 2004 converge tecnologia e epistemologia no contexto da Biologia Molecular onde se destaca a importância da tecnologia acessória às áreas científicas A matéria intitulada O ponto X do sexo v 36 n 215 publicada em 2005 caracteriza o último artigo a noticiar um fato relacionado ao PGH através da CH Em um artigo pequeno Souza 2005 apresenta as informações genéticas relacionadas ao cromossomo X Sua discussão tem por foco a caracterização deste cromossomo quanto às patologias a ele associado assim como hipóteses para a origem autossômica desse quando seu papel na determinação do sexo é comparado ao de outros grupos como o das aves Sendo o cromossomo X considerado muito importante e de grande destaque quando se discute cromossomos em genética possivelmente esse foi o fato que trouxe novamente o tema sequenciamento em um artigo próprio O último artigo selecionado nesta evolução histórica DNA NãoCodificador o lixo que vale ouro v 38 n 228 de Paulo Amaral e Helder Nakaya publicado em 2006 caracteriza os principais resultados do PGH como uma informação de base popularizada como conheci mento consolidado em Biologia Molecular Observase que o genoma é apresentado de forma comum como referencial teórico para se entender o escopo da discussão que trazem sobre o DNAlixo Neste artigo resultados da genômica têm destaque no quadro comparativo de genomas de organismos o qual mostra que o número de genes da espécie humana não é muito diferente de peixes vermes ou protozoários O principal foco do artigo é a apresentação da relevância do DNA nãocodificador tradicionalmente negligenciado que ganhou enorme destaque após os avanços em Biologia Molecular decorrentes dos resultados do PGH A era pósgenômica consistiu no desenvolvimento da proteômica transcriptômica e metabolômica assim como no estudo de regiões não codificantes do DNA rico em microR NAs e sequências reguladoras da expressão gênica Em meio a uma miscelânea de fatos científicos noticiados pela CH o PGH já não configurava mais um assunto a merecer grande destaque tendência a se notar nos artigos após 2003 Assim como a descrição da estrutura em duplahélice da molécula de DNA tornouse inerente a toda uma Biologia Molecular que estava nascendo agora o conhecimento genômico adquire essa característica como um marco inicial a uma Biologia Molecular do século XXI Considerações finais De acordo com Scheid Ferrari e Delizoicov 2005 a inclusão da História da Ciência entendida de forma mais ampla como a história da construção do conhecimento pode ser uma facilitadora da educação científica quando o pressuposto é o aspecto dinâmico do saber científico Ao ser utilizada no ensino de Genética deverá levar o aluno a perceber que a ciência se constitui numa construção sóciohistóricocultural O Projeto Genoma Humano faz parte de um momento histórico na evolução do conhecimento científico em Genética e Biologia Molecular Tivemos como objetivo mostrar como este conhecimento foi construído por meio da análise de artigos e reportagens publicados durante o período de 1984 a 2010 na revista de divulgação científica Ciência Hoje 575 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato No decorrer de um pouco mais de duas décadas o Projeto Genoma Humano se mos trou um dos ícones de avanço científico e tecnológico Claramente abordado neste período o PGH foi notícia recorrente sendo eventualmente citado em artigos com outras abordagens sobretudo após a consolidação das tecnologias de sequenciamento onde o genoma de diversas espécies ganhou bancos de dados em um crescente esforço de descrição biológica De forma similar aos taxonomistas e sistematas que caracterizam uma espécie pela sua morfologia agora o genoma tem seus caracteres identificados A abordagem do PGH por meio da CH acompanhou as expectativas fantásticas que o mundo cultivava acerca do projeto Notouse grande euforia no início do projeto onde autores apresentavam fatos e números imersos em uma névoa de excitação Essa exaltação difundia uma ideia do sequenciamento como o marco entre a biologia de estudos restritos e pontuais do século XX e a nova biologia do século XXI holista capaz de analisar o indivíduo por inteiro por meio de seu mapa gênico Perspectivas exacerbadas traziam no mapa completo do genoma a resposta para todas as perguntas celulares Mas concluiuse que ainda serão necessários muitos anos décadas séculos até que o que se esperou responder com o genoma tornese informação palpável para ajudar a responder questões complexas de uma perspectiva holista e completa do funcionamento do nosso organismo Por outro lado novos campos de pesquisa surgiram como a proteômica e a trans criptômica Algumas doenças genéticas também têm sido tratadas por meio de terapia gênica No entanto a questão de James Watson o que é ser humano LEITE 2006 talvez não seja respondida nem pelos proteoma transcriptoma metaboloma interatoma reguloma epigenoma ou qualquer outro descendente do genoma A era pósgenômica caracterizouse pela conscientização de um cenário de maior complexidade do que se esperava quanto aos mecanismos celulares de informação gênica e regulação de sua expressão Finalmente é interessante ressaltar a incontestável relação entre as corridas genômica e a da chegada à Lua ambas realizadas entre os países tecnologicamente competentes para participar A primazia genômica dos Estados Unidos foi defendida com o mesmo fervor que colocou os astronautas norteamericanos na Lua antes dos soviéticos Nos Estados Unidos ambas as corridas estavam imbuídas de uma superexpectativa de dias melhores assim como melhores condições de vida No entanto estamos ainda tentando digerir a informação gerada por ambos os projetos Esta reflexão nos aponta um caminho mais humilde onde a única certeza é a de que estamos apenas no começo Referências ADAMS D A et al The genome sequence of Drosophila melanogaster Science Washington v 287 n 5461 p 21852195 24 Mar 2000 ALVETTI M A S Ensino de física moderna e contemporânea e a revista Ciência Hoje 1999 169 f Dissertação Mestrado em Educação Universidade Federal de Santa Catarina Florianópolis 1999 576 Góes A C S Oliveira B V X Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 AMARAL P P R NAKAYA H I DNA nãocodificador o lixo que vale ouro Ciência Hoje Rio de Janeiro v 38 n 228 p 3642 jul 2006 BELIZÁRIO J E Proteoma o desafio tecnológico do século 21 Ciência Hoje São Paulo v 27 n 162 p 7881 jul 2000 CAPOZOLI U Genoma humano analfabetismo científico na mídia Observatório da Imprensa São Paulo n 110 28 fev 2001 Disponível em httpwww observatoriodaimprensacombrofjorofc280220011htm Acesso em 25 mar 2011 COMO enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano Ciência Hoje São Paulo v 17 n 99 p 3135 abr 1994 COSTA V R As promessas e os riscos Ciência Hoje São Paulo v 28 n 166 p 2835 nov 2000a Genoma decifrado trabalho dobrado Ciência Hoje São Paulo v 28 n 166 p 2227 nov 2000b GALLER R Decifrando os genes humanos Ciência Hoje São Paulo v 5 n 29 p 1617 mar 1987 GARCIA E S O passo seguinte do genoma Ciência Hoje São Paulo v 24 n 144 p 5051 nov 1998 GILBERT W Rumo ao proteoma Ciência Hoje São Paulo v 29 n 173 p 811 jul 2001 GOFFEAU A As modas da ciência Ciência Hoje Rio de Janeiro v 34 n 202 p 810 mar 2004 GUIMARÃES FILHO A P A préhistória hoje Ciência Hoje São Paulo v 14 n 82 p 40 jul 1992 LEITE M As promessas do genoma São Paulo Ed da Unesp 2006 LEITE R C M A produção coletiva do conhecimento científico um exemplo no ensino de genética 2004 219 f Tese Doutorado em Educação Centro de Ciências da Educação Universidade Federal de Santa Catarina Florianópolis 2004 LIMA A P C A Decifrado o genoma de três parasitas Ciência Hoje São Paulo v 37 n 219 p 12 set 2005 MASSARANI L Combate a doenças tropicais Ciência Hoje São Paulo v 101 n 18 p 8890 jul 1994 MOREIRA I C A inclusão social e a popularização da ciência e tecnologia no Brasil Inclusão Social Brasília v 1 n 2 p 1116 abrset 2006 PENA S D Dez anos de genoma humano Ciência Hoje Rio de Janeiro 11 jun 2010 Disponível em httpcienciahojeuolcombrcolunasderivageneticadezanosde genomahumano Acesso em 12 nov 2010 577 Ciênc Educ Bauru v 20 n 3 p 561577 2014 Projeto Genoma Humano um retrato Artigo recebido em 240712 Aceito em 041013 PIMENTA A M C Os desafios do proteoma Ciência Hoje Rio de Janeiro v 32 n 192 p 1622 abr 2003 PINHEIRO N A M SILVEIRA R M C F BAZZO W A Ciência tecnologia e sociedade a relevância do enfoque CTS para o contexto do ensino médio Ciência Educação Bauru v 13 n 1 p 7184 2007 PORCIONATTO M A Projeto Genoma Humano uma leitura atenta do livro da vida Circumscribere international journal for the history of science São Paulo v 2 p 5163 2007 Disponível em httprevistaspucspbrindexphpcircumhcarticle viewFile5731031 Acesso em 18 jun 2014 O PRIMEIRO mapa do genoma Ciência Hoje São Paulo v 17 n 99 p 5051 abr 1994 PROSDOCIMI F SANTOS F S Sobre bioinformática genoma e ciência Ciência Hoje Rio de Janeiro v 35 n 209 p 5457 out 2004 PRONIN T Dez anos depois repercussão do genoma no tratamento de doenças é limitada UOL Notícias São Paulo 26 jun 2010 Disponível em httpnoticiasuolcombr ultnotcienciaesaudeultimasnoticias20100626primeiroesbocodogenomahumano completadezanosnestesabado26jhtm Acesso em 11 nov 2010 RUMJANEK F O 22 já foi só faltam 22 Ciência Hoje São Paulo v 27 n 158 p 1112 mar 2000 SCHEID N M J FERRARI N DELIZOICOV D A construção coletiva do conhecimento científico sobre a estrutura do DNA Ciência Educação Bauru v 11 n 2 p 223233 2005 SILVA M V F Pequenos RNAs um mundo novo e revolucionário Ciência Hoje São Paulo v 35 n 206 p 30 jul 2004 SOUZA S J O ponto X do sexo Ciência Hoje Rio de Janeiro v 36 n 215 p 1112 maio 2005 SULSTON J Ética e genética Ciência Hoje Rio de Janeiro v 35 n 208 p 811 set 2004 VENTER J C et al The sequence of the human genome Science Washington v 291 n 5507 p 13041351 16 fev 2001 VIEIRA C L MASSARANI L MUNIZ M A megaciência dos genes Ciência Hoje São Paulo v 15 n 88 p 5257 mar 1993 ZATZ M A importância dos estudos sobre o cromossomo 21 Ciência Hoje São Paulo v 28 n 163 p 1314 ago 2000 Projeto de Implantação de uma Rede Nacional para Genotipagem do HIV1 RENAGENO em Pacientes com Falha Terapêutica aos Antiretrovirais 2001 1 Justificativa O Governo Brasileiro adotou desde de 1991 uma política que visa garantir o acesso universal à terapia com antiretrovirais ARV para indivíduos portadores do HIV segundo critérios definidos por comitês técnicos assessores Atualmente o referido programa vem atendendo cerca de 110000 pacientes e a previsão para o ano de 2002 é que 116000 indivíduos estarão em uso de ARV distribuídos pela Rede Pública de Saúde A política adotada pelo Ministério da Saúde tem causado um grande impacto na epidemia de HIVaids reduzindo a morbidade e a mortalidade Entretanto um dos principais fatores que ameaça a viabilidade desse programa a longo prazo é o aparecimento de variantes virais resistentes selecionadas durante o tratamento dos pacientes Essas variantes além de não responderem adequadamente à terapêutica antiretroviral utilizada podem ser transmitidas representando um potencial problema de Saúde Pública Uma nova metodologia conhecida como genotipagem do HIV1 foi desenvolvida para se detectar as mutações associadas com a resistência do HIV aos antiretrovirais O exame de genotipagem tem como objetivo pesquisar o padrão de mutações responsáveis pela falha terapêutica de causa viral do paciente e inferir o perfil de resistência desta variante Esse exame é feito a partir dos virions que têm seu RNA amplificado por reação de PCR e seqüenciado em equipamentos automatizados com o auxílio de raios laser A seqüência de aminoácidos do virion é obtida e comparada com uma seqüência do vírus selvagem padrão para identificar onde ocorreram as mutações Vários estudos clínicos e moleculares foram desenvolvidos na Europa e nos Estados Unidos para validar a utilidade do exame de genotipagem do HIV1 como indicador prognóstico da falha terapêutica de natureza viral e da sua utilização para aconselhamento clínico na decisão do esquema antiretroviral de resgate terapêutico O primeiro estudo desenvolvido na Europa o VIRADAPT Durant et al 1999 foi baseado em coorte longitudinal originalmente aleatório nos seus seis primeiros meses e posteriormente transformado em estudo aberto por questões éticas com análise inicial de 108 pacientes em falha terapêutica Após 6 meses de acompanhamento da carga viral de 65 pacientes com aconselhamento clínico baseado na genotipagem contra 43 pacientescontrole sem genotipagem a carga viral no primeiro grupo apresentou queda de 115 log contra apenas 098 log no grupo controle O percentual de pacientes com carga viral indetectável abaixo de 200 cópiasml no primeiro grupo ao final de seis meses foi de aproximadamente 32 contra apenas 14 no grupo controle O grupocontrole alcançou o mesmo patamar de sucesso no resgate terapêutico nos seis meses seguintes ao estudo quando o grupocontrole teve acesso aos resultados de genotipagem para o HIV Outros estudos de análise da genotipagem como fator prognóstico significativo seguiramse como o norteamericano GART Genotypic Antiretroviral Resistance Testing Baxter et al 2000 e o estudo NARVAL europeu Meynard et al 2000 que mostrou surpreendentemente a aplicabilidade mais eficaz da genotipagem quando comparada à própria fenotipagem em casos de resgate de pacientes em falha terapêutica acompanhados durante 24 semanas Além disso dados de custo de tratamento apresentados por Chaix e Cols a partir do estudo VIRADAPT sugerem que os gastos no grupo de pacientes submetidos a genotipagem foram semelhantes aos do grupo sem acesso à esse exame Basicamente a queda nos custos no grupo onde houve gastos com os testes genotípicos foi devido à diminuição nos gastos com anti retrovirais especialmente com Inibidores de Protease IP Os autores também apontam para a potencial vantagem do uso racional dos IP e conseqüentemente na diminuição dos efeitos adversos associados a essas medicações Assim o Programa Nacional DST e Aids do Ministério da Saúde decidiu implantar por meio de um estudo operacional uma rede nacional de laboratórios aptos a executar o exame de genotipagem RENAGENO para detectar a ocorrência de resistência genotípica do HIV1 frente aos antiretrovirais auxiliando na seleção da terapia de resgate em pacientes atendidos da rede pública de saúde 2 Objetivos da Rede Nacional de Genotipagem RENAGENO 21 Principal Instalar uma rede de laboratórios para realizar exames de genotipagem em pacientes da rede pública de saúde infectados pelo HIV Esses laboratórios estarão distribuídos segundo capacidade técnica instalada e de acordo com o número de pacientes em uso de ARV nas diferentes macrorregiões do País 22 Secundários a Avaliar o impacto do acesso ao teste de genotipagem na evolução clínica imunológica e virológica de pacientes HIV em tratamento com ARV na rede pública de saúde b Estimar a prevalência de mutações e sua associação ao estagiamento clínico exposição prévia a antiretroviriais ao esquema terapêutico em uso no momento da coleta nas diferentes áreas geográficas e aos subtipos circulantes c Contribuir no monitoramento quantitativo e qualitativo da emergência de variantes resistentes circulantes no País d Gerar dados de prevalência de subtipos do HIV1 que infectam os pacientes que utilizaram a genotipagem uma vez que a região genômica da pol pode ser utilizada para análise filogenética do vírus 3 Desenho Geral da RENAGENO 31 Implantação da RENAGENO Os locais onde serão instalados os laboratórios da RENAGENO foram escolhidos segundo a capacidade técnicacientífica e a estrutura físicapessoal instalada Está sendo também avaliada a capacidade de resposta do laboratório em relação ao serviço da rede publica de saúde A localização dos laboratórios foi feita de comum acordo entre a Coordenação Nacional de DST e Aids e as Coordenações Estaduais DSTAIDS Inicialmente serão instalados 12 laboratórios seguindo a distribuição abaixo Estado Quantidade de laboratórios Bahia 1 Distrito Federal 1 Minas Gerais 1 Pará 1 Pernambuco 1 Rio Grande do Sul 1 Rio de Janeiro 3 São Paulo 3 TOTAL 12 Os laboratórios receberão exames de diferentes áreas do território nacional seguindo o número de quotas préestabelecidas pelo PNDSTAIDSMS as quais serão gerenciadas pelas Coordenações Estaduais A estimativa da quota estadual de testes a serem distribuídos deve ser a princípio proporcional ao número de pacientes em tratamento com antiretrovirais e à capacidade operacional dos laboratórios executores conforme estabelecido no Anexo IV A primeira aquisição foi de 6000 testes que serão disponibilizados à medida que a rede for sendo implementada Assim cada laboratório deverá realizar 4060 testesmês correspondendo à utilização de todo o quantitativo de testes no período previsto de aproximadamente 12 meses Após três meses de funcionamento as quotas poderão ser ajustadas conforme a necessidade 32 Treinamento de Recursos Humanos e Fluxos da RENAGENO Inicialmente o médico responsável pelo paciente deverá encaminhar a solicitação do exame em um formulário padrão para avaliação e priorização a ser feita por profissionais com experiência e capacitados para a avaliação desses exames Médico de Referência em Genotipagem MRG os quais foram indicados pelas Coordenações Estaduais DSTAIDS Uma vez aprovado o médico de referência em genotipagem autorizará a coleta de uma amostra de sangue em local estabelecido pelas Coordenações Estaduais que será enviada aos laboratórios da RENAGENO conforme fluxo a ser estabelecido localmente O resultado do exame de genotipagem será encaminhado ao médico de referência em genotipagem que fará a interpretação clínica do exame e emitirá sugestões quanto as possíveis condutas terapêuticas Esse resultado de exame e a sugestão clínica do MRG serão enviados aos médicos solicitantes Um manual de interpretação do laudo laboratorial de genotipagem será elaborado e os laboratórios participantes da RENAGENO deverão se basear nesse manual para gerar laudos homogêneos e de fácil interpretação para médicos da rede pública de saúde Esse manual será baseado no documento de recomendações para uso clínico e interpretação de exames de genotipagem Os médicos de referência em genotipagem foram selecionados pelas Coordenações Estaduais de DSTAIDS e receberam capacitação específica no intuito de padronizar as condutas conforme estabelecido no documento de recomendações para uso clínico A Área de Laboratório da CNDSTAIDSMS irá estabelecer um programa de avaliação externa da qualidade dos laboratórios participantes da RENAGENO enviando um painel de amostras por ano A definição dos critérios a serem utilizados para ajustes nas quotas inicialmente estimadas por unidade federada e outros aspectos logísticos de distribuição dos testes será definida posteriormente junto com as Coordenações Estaduais de DSTAIDS das unidades federadas participantes da rede 4 Critérios de Indicação do Exame Definiuse que para se submeter a genotipagem pela RENAGENO os pacientes HIV com evidências de falha terapêutica aos antiretrovirais deverão apresentar ao mesmo tempo as duas características abaixo como critério de inclusão a Primeira falha virológica por esquema terapêutico potente contendo inibidores da protease Pelo documento de consenso terapêutico vigente considerase como falha virológica em pacientes adultos uma redução menor do que 1 log ou 10 vezes o valor inicial após 6 meses de tratamento antiretroviral potente ou elevação da carga viral 05 log ou 3 vezes o valor a partir do nadir menor valor da carga viral detectado com o esquema terapêutico atual ou variações entre dois resultados de exame de carga viral maiores do que 05 log ou 3 vezes em relação ao valor anterior Em crianças essa variação biológica é de 07 log ou 5 vezes o valor inicial em menores de 2 anos e de 05 log em maiores de 2 anos b Carga viral 5000 cópiasml Deverão ser selecionados pacientes que apresentem evidências de uma adesão adequada à medicação antiretroviral a fim de evitar o uso desnecessário do exame Nas Unidades Federadas em que a quantidade de solicitações elegíveis ultrapassar a quota de testes prevista serão utilizados os seguintes critérios de priorização para realização da genotipagem Carga Viral 500000 cópiasml já que valores acima desse sugerem alta probabilidade de presença de cepa selvagem e problemas de adesão terapêutica ou problemas farmacocinéticos Tempo de falha ao tratamento 1 ano 5 FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO DA RENAGENO 1 Médico assistente encaminha solicitação de teste de genotipagem 2 Médico de referência em genotipagem avalia a solicItação 3a Médico de referência em genotipagem autoriza realização do exame e envia formulário ao laboratório que realizará o exame 3b Médico de referência em genotipagem autoriza realização do exame e envia formulário com autorização Caso não autorize envia relatório com a justificativa para a não autorização 4 Médico assistente encaminha paciente para coleta de material para o exame autorizado pelo médico de referência em genotipagem 5 Material biológico é encaminhado para execução do exame de genotipagem 6 Laudo com resultado da genotipagem é encaminhado para avaliação do médico de referência em genotipagem 7 Médico de referência em genotipagem avalia laudo laboratorial e envia relatório médico com interpretação clínica e sugestão de esquema terapêutico baseado em dados clínicos e laboratoriais 6 Número de testes de genotipagem por anomês e médicos de referência em genotipagem por unidade federada segundo o número de pacientes em uso de terapêutica antiretroviral TARV Laboratórios de referência nacional em genotipagem por unidade federada Unidade Federada Nº de Pacientes em TARV Agosto2001 Total de testes disponíveis por ano Total de testes disponíveis por mês Laboratórios de Referência Nacional em Genotipagem Nº de Médicos de Referência em Genotipagem ACRE 43 3 1 DF 1 ALAGOAS 556 32 3 PE 1 AMAPÁ 50 3 1 DF 1 AMAZONAS 728 42 4 PA 1 BAHIA 2064 118 10 BA 1 CEARÁ 1732 99 8 PE 1 DISTRITO FEDERAL 1568 90 8 DF 1 ESPÍRITO SANTO 1320 75 6 BA 1 GOIÁS 1537 88 7 DF 1 MARANHÃO 591 34 3 PE 1 MATO GROSSO 978 56 5 DF 1 MATO GROSSO DO SUL 768 44 4 DF 1 MINAS GERAIS 6705 382 32 MG 3 PARÁ 976 56 5 PA 1 PARAÍBA 645 38 3 PE 1 PARANÁ 2271 129 11 RS 2 PERNAMBUCO 2320 133 11 PE 1 PIAUÍ 483 28 2 PE 1 RIO DE JANEIRO A12 22643 1290 108 RJ 12 RIO GRANDE DO NORTE 812 46 4 PE 1 RIO GRANDE DO SUL 10177 580 48 RS 3 RONDÔNIA 211 12 1 DF 1 RORAIMA 139 8 1 DF 1 SANTA CATARINA 4491 256 21 RS 2 SÃO PAULO 40948 2334 190 SP 16 SERGIPE 311 18 2 BA 2 TOCANTINS 93 6 1 DF 1 TOTAL 105160 6000 500 60 7 Bibliografia Consultada ACTG Virology Manual NIH document number 1994943828 CENTERS FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION Report of the NIH Panel to define principles of therapy of HIV infection and guidelines for the use of antiretroviral agents in HIV infected adults and adolescents Morbidity and Mortality Weekly Report 199847155 COFFINJM Genetic Variation in Retroviruses in Applied Virology Research Kurstak E ed Plenum Press 199121133 COFFINJM HIV population dynamics in vivo Implications for genetic variation pathogeneswis and therapy Science 199526748389 CONDRA J H SCHLIEF W A BLAHY O M GABRYELSKI L J ET AL In vivo emergence of HIV1 variantes resistance to multiple protease inhibitors Nature 1995 37456971 PROGRAMA NACIONAL DSTAIDS Infecção pelo HIV em adultos e adolescentes recomendações para terapia antiretroviral Ministério da Saúde 2000 wwwaidsgovbr DEEKS SG HECHT FM SWANSON M ET AL HIV RNA and CD4 cell count response to protease inhibitors therapy in na urban AIDs clinicresponse to both initial and salvage therapy AIDS 1999 136648 DURANT J et al Drugresustance genotyping in HIV1 therapy The VIRADAPT randomized controlled trial Lancet 1999 3432195200 ESCAICH S RITTERJROUGIERP ET AL Plasma viraemia as a marker of viral replication in HIVinfected individuals AIDS l99l5ll89ll94 FAUCI AAND THE PANEL ON CLINICAL PRACTICES FOR TREATMENT OF HIV INFECTION Guidelines for the use of antiretroviral agents in HIV1 infected adults and adolescents NIH Document 1997 FAUCI A HIV pathogenesis Apresentado em plenária na 13 conferência Internacional de Aids Durban Africa do Sul 2000 FONSECA L REINGOLD A CASSEB J BRIGIDO L DUARTEA Aids incidence and survival in a hospitalbased cohort of asymptomatic HIV seropositive patients in São Paulo Brazil International Journal of Epidemiology 199928 HO DD NEUMANN AU PERELSON AS CHEN W ET AL Rapid turnover of plasma virions and CD4 lymphocytes in HIV1 infection Nature 1995 373 12326 KOHL N E EMINI E A SCHLIEF W A DAVIS L J ET AL Active human immunodeficiency virus protease is required for viral infectivity Proceedings of the National Academy of Science USA 19888546864690 LARDER BA KEMPSD HARRIGAN PR Potential mechanism for sustained antiretroviral efficacy of AZT3TC combination Therapy Science 1995269696 MAYERS G KORBER B BERZOFSKY JA SMITH RF PVLAKIS GN Human retroviruses and AIDS Los Alamos national laboratory 1992324 MAYERS G Human Retroviruses and AIDS Los Alamos Los Alamos National Laboratory Theoretical Biology and Biophysics 1996 MINISTÉRIO DA SAÚDE Coordenação Nacional de DST e Aids Infecção pelo HIV em Adultos e Adolescentes Recomendações para Terapia Antiretroviral Brasília Ministério da Saúde1999 28 pp MOLLA A KORNEYEVA M GAO Q VASAVANONDA S ET AL Ordered accumulation of mutations in HIV protease confers resistance to ritonavir Nature Medicine 1996 2 760766 MOYLE G J AND BARTON S E HIVproteinase inhibitors in the management of HIVinfection Journal of Antimicrobial Chemotherapy 199638 92125 RICHMAN DD New strategies to combat HIV drug resistance Hospital Practice 19966 4758 SABINO EC DIAZ R BRIGIDO LF DUARTE AJS MEYER A BUSCH M Distribution of HIV1 subtypes seen in an AIDS clinic in São Paulo city Brazil AIDS 199610157984 SEMPLEM LOVEDAYC WELLERI AND TEDDERR Direct Measurement of Viraemia in Patients Infected With HIV1 and Its Relationship to Disease Progression and Zidovudine Therapy Journal of Medical Virology l99l 353845 ST CLAIR M H MARTIN J L TUDORWILLIAMS G BACH M C ET AL Resistance to ddi and sensitivity to AZT induced by mutation in HIV1 reverse transcriptase Science 1991 253 15571559 HIVAIDS EXPERT GROUP OF THE JOINT UNITED NATIONS PROGRAM ON HIVAIDS Implications of HIV variability for transmission scientific and policy issues AIDS 1997 11 S1S15 UNAIDS Report on the global HIVAIDS epidemic WHOEMCVIRASD982 1998 VASUDEVACHARI M B ZHANG Y M IMAMICHI H IMAMICHI T FALLOON J AND SALZMAN N P Emergence of Protease Inihibitor Resistance Mutations in Humam Immunodeficiency Virus Type 1 Isolates from Patientes and Rapid Screening Procedure for Their Detection Antimicrobial Agents And Chemotherapy 199640 25352541 WAINHOBSON S Running the gamut of retroviral variation Trends in Microbiology 19964135 40 WHO NETWORK FOR HIV ISOLATION AND CHARACTERIZATION HIV1 type 1 variation in World Health Organizationsponsored vaccine evaluation sites Genetic screening sequence analysis and preliminary biological characterization of selected viral strains AIDS Res Hum Retroviruses 199410132743 WHO Guidelines for standard HIV isolation procedures GPAWHO RIDVAD 942 1994 WINTERS MA SHAFER RW JELLINGER RA MAMTORA G GINGERAS T AND MERIGAN TC Human Immunodeficiency Virus Type 1 Reverse Transcriptase Genotype and Drug Susceptibility Changes in Infected Individuals Receiving Dideoxyinosine Monotherapy for 1 to 2 Years Antimicrobial Agents And Chemotherapy 1997 41 757762 Anexo PROGRAMA NACIONAL DE DSTAIDS MINISTÉRIO DA SAÚDE REDE NACIONAL DE GENOTIPAGEM RENAGENO Consentimento Livre Esclarecido O Ministério da Saúde e o Programa Nacional de DST e Aids em conjunto com outras instituições públicas procurando detectar a ocorrência de resistência do Vírus da Imunodeficiência Humana HIV em indivíduos que estejam utilizando medicamentos antiretrovirais vem procurando implantar uma rede nacional de laboratórios aptos a executar o exame conhecido como genotipagem A realização desse exame além de possibilitar a obtenção de informações ligadas à capacidade desse vírus de resistir aos medicamentos antiretrovirais disponíveis também poderá contribuir nas ações de combate à aids A resistência do HIV aos medicamentos pode comprometer a capacidade dessas drogas beneficiar as pessoas infectadas Para a realização desse estudo é necessário que seja colhido 10 ml do seu sangue Uma ou mais coletas posteriores podem ser solicitadas a você mas a autorização a essa coleta atual não o obriga a aceitar coletas posteriores O sangue por você doado além de permitir o isolamento e a caracterização do HIV também deverá ter uma parte preservada para análises posteriores em instituições ligadas ao Ministério da Saúde ou à Organização Mundial da Saúde porém sempre dentro dos objetivos descrito acima Caso alguma metodologia nova venha usar o material por você doado e isso traga informações que possa benefíciálo essas informações estarão a sua disposição sendo repassadas à unidade de saúde onde você está sendo acompanhado após aprovação de um comitê de bioética Você não tem nenhuma obrigação de contribuir para esse ou outro estudo e sua recusa não ocasionará nenhum prejuízo em seu atendimento médico A eventual concordância agora não implica em nenhuma obrigação de coletas futuras Se você concordar em participar dessa pesquisa acontecerá o seguinte um dos pesquisadores seu médico ou alguém da equipe de saúde poderá fazer uma breve entrevista e após consulta ao seu prontuário deverá preencher um formulário de solicitação do exame de genotipagem no qual deverá constar o seu nome dados de identificação entre outras informações Todas essas informações serão anotadas de forma confidencial Mesmo participando do estudo você poderá se recusar a fornecer algumas das informações solicitadas desde que isso não comprometa a avaliação do exame Em momento algum seu nome será associado à entrevista em publicações do estudo O resultado dessa pesquisa se divulgado irá garantir o total anonimato e a confidencialidade dos participantes será coletado 10 ml de sangue do seu braço Como em qualquer coleta de sangue costuma haver desconforto local e risco da formação de hematomas leves Todas as medidas habituais serão tomadas para que isso não aconteça Sempre que possível essa coleta será realizada junto aos exames de rotina evitandose assim coletas extras os resultados dos exames de genotipagem serão encaminhados para a unidade de saúde onde você é acompanhado Obs Mesmo após a assinatura desse documento o seu exame poderá não ser colhido se as suas condições não preencherem os critérios de inclusão na RENAGENO Qualquer dúvida favor contatar seu médico em sua unidade de saúde ou a Unidade de Assistência Diagnóstico e Tratamento UDAT do PN DSTAids pelos telefones 0XX61448 8008 ou 448 8009 Eu abaixo assinado responsabilizome pelo cumprimento da condições aqui expostas Maria Candida de Souza Dantas Programa Nacional de DST e Aids UDAT Assinatura Nome do médico responsável pelo paciente na unidade de saúde Assinatura Após leitura do texto acima afirmo ter compreendido o propósito do estudo e concordo em participar dessa pesquisa Nome Assinatura Local CidadeEstado Data 200 POLÍTICA CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA Genoma humano e a era T A e posgenom1ca no Brasil Temos de ver como o seqüenciamento afeta o planejamento científico no Brasil MARCO ANTONIO ZAGO O anúncio de que o projeto de seqüencia mento do genoma humano entra em fase de finalização foi saudado como um mar co da história da humanidade compara do à invenção da escrita e da imprensa e à chegada do homem à Lua httpwwwsangeracuk De fato nada tão excepcional ocorreu naquele dia mas sim na década que o antecedeu A verdadeira revolução da biologia e da medicina consolidouse quando os doentes de diabete ou com anemia da insuficiência re nal começaram a ser tratados com insulina ou eritropo etina humana recombinante e quando substâncias co mo fatores de crescimento cuja existência presumível era demonstrada indiretamente passaram a fazer parte do arsenal terapêutico cotidiano Nem por isso aquela será uma data sem conseqüên cias O conhecimento completo da estrutura do genoma humano não levará por si só a resultados práticos ime diatos pois um número considerável de interações pos síveis entre as diferentes proteínas e genes terá que ser explorados antes que a atividade biológica possa ser compreendida a partir das relações do genoma com o ambiente A enorme plasticidade dos sistemas biológi cos mais simples garante que esta não será uma tarefa trivial no ser humano No entanto o conhecimento ainda que incompleto do genoma humano tem o importante papel de fixar o limite e com considerável precisão o formato da informação e passamos a traba lhar com o quadro completo e não apenas com uma parcela dele Mas a conseqüência mais importante é que isto torna possível e necessário o planejamento e a con cretização das próximas etapas E quais são as próximas etapas Não é difícil es pecular quanto ao futuro imediato porque a era pós genômica começou de fato há algum tempo e já está produzindo resultados O estudo da expressão do geno ma completo do S cerevisae a análise da expressão de 8600 genes em células humanas e de 6800 genes em neoplasias humanas oferecenos uma visão completa mente nova da vida da célula Science 28383 1999 PNAS97 3364 2000 Science286531 1999Alguns en foques mais significativos com relação à era pósgenô mica humana são indicados no quadro anexo MARco ANTONTO Z AGO é professor de Clínica Médica da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto USP diretor técnicocientífico do Hemocentro de Ribeirão Preto e coordenador de um dos centros de seqüenciamento do Projeto Genoma Humano do Câncer I O JUNHO DE 1000 PESQUISA FAPESP Uma questão mais relevante no momento é procurar responder de que forma isto afeta o planejamento cien tífico no Brasil Quais devem ser nossas preocupações e responsabilidades específicas como pesquisadores além daquelas que são comuns a todos os cidadãos Devemos responder partindo do recente sucesso da iniciativa da FAPESP no seqüenciamento de genomas iniciando pela Xylella que implantou um modelo bemsucedido tra balho descentralizado e em rede objetivo simples e bem definido colaboração interna e não competitiva dentro do grupo supervisão por steering committee externo O sucesso do esforço inicial centrado em um geno ma simples permitiu uma rápida escalada dos organis mos a serem estudadas ou considerados para estudo X citri canadeaçúcar parasitas vírus entre outros No entanto apenas o Projeto Genoma Humano do Câncer PGHC envolveuse até o momento e de uma manei ra indireta na área mais complexa e competitiva do ge noma humano na verdade uma forma de abordagem pósgenômica pois focaliza seqüências expressas deri vadas do mRNA e não o DNA O desenvolvimento des se projeto tornou evidentes as vantagens dessa estraté gia que levou por exemplo à identificação de quase meio milhão de seqüências de ESTs em um ano com parado com 760 mil no projeto CGAP do National Can cer Institute dos Estados Unidos em três anos e permi tiu a descoberta de mais de uma centena de genes ao longo da seqüência publicada do cromossoma 22 O Projeto Genoma Humano do Câncer deve pois servir de base para ampliar a iniciativa dos pesquisadores pau listas em relação ao genoma humano objetivando a identificação de genes e capara fins médicos Uma forma limitada dessa aborda gem seria a constituição de redes de colaboradores constituídas por grupos clínicos e cirúrgicos para sele cionar seguir e tratar pacientes com doenças definidas e segundo protocolos padronizados correlacionando os resultados com variações da expressão de genes no sen tido de identificar genes que são relevantes para o diag nóstico prognóstico ou resposta terapêutica Formatos mais ambiciosos de projetos de epidemiologia genética já estão em andamento na Islândia e Inglaterra Science 2871184 2000 A ntagem da rede ONSA e os diferentes pro os genomas da FAPESP mudaram as carac erísticas de uma grande parcela da comu nidade científica de São Paulo provocando um enorme salto de competência além dos efeitos diretos em termos de resultados concretos e visibilidade internacional para os cientistas envolvidos Os recursos empregados podem no entanto ser conside rados modestos da ordem de US 30 milhões em três anos e desses apenas cerca de US 5 milhões foram despendidos no único componente do projeto que en foca o homem o Projeto Genoma Humano do Câncer juntamente com cerca de US 5 milhões do Ludwig Institute for Cancer Research Para fins comparativos o Brasil gastou em apenas um ano em 1999 cerca deUS 120 milhões para a impor tação de fatores de coagulação albumina e imunoglo bulinas substâncias biológicas necessárias para o tra tamento de um pequeno grupo de pacientes com hemofilia e outras doen estudo das proteínas co dificadas análise de ex pressão em diferentes situações e estudo da di versidade do genoma humano começando pela descoberta dos sin gle nucleotide polymor phisms nas seqüências identificadas Enfoques da Era PósGenômica Humana ças hematológicas Em grande parte obtidos por processamento de plasma humano exce dente alguns desses agentes biológicos po dem ser produzidos por tecnologia de DNA re combinante e este é apenas um exemplo das aplicações que os pes quisadores paulistas po deriam ajudar a resolver A comunidade científica do Estado de São Paulo mostrou que tem condi ções de alcançar metas ambiciosas e competiti vas basta organizarse em torno de projetos com limites claramente definidos e com financia mento adequado Um desafio necessá rio a ser vencido agora é a transposição desse modelo e a extensão do projeto para as áreas médicas aplicadas Ge noma clínico poderia ser definido como o uso de informações do se qüenciamento do DNA e sua variabilidade des coberta de genes ou pa drões de expressão gêni Descoberta de genes identificação de proteínas e análise de expressão Análise de expressão em diferentes estágios de desenvolvimento ontogenético variações específicas de cada tecido e em diferentes estágios de doenças como as neoplasias Identificação das bases da diversidade genética humana Correlação das variações gênicas com suscetibilidade a doenças adquiridas como trombose enfarte doenças autoimunes Organização de grupos clínicos e cirúrgicos para estudos de correlação Aplicações de técnicas de engenharia genética para produção de substâncias biológicas de interesse médico PESQUISA FAPESP JUNHO DE 2000 li Immunological Reviews 202130058 5 wileyonlinelibrarycomjournalimr Received 21 January 2021 Accepted 28 January 2021 DOI 101111imr12957 I N T R O D U C T I O N Genome regulation in innate and adaptive immune cells Amy S Weinmann Department of Microbiology University of Alabama at Birmingham Birmingham AL USA Correspondence Amy S Weinmann Department of Microbiology University of Alabama at Birmingham Birmingham AL 35294 USA Email weinmannuabedu Funding information National Institutes of Health GrantAward Number AI061061 1 INTRODUCTION The immune system is composed of a diverse array of cells that are required to protect the body from a variety of pathogenic insults This includes cells comprising the innate and adaptive branches of the immune response such as natural killer cells macrophages and innate lymphoid cells as well as T and B cells respectively A precise series of events is needed for the differentiation and activation of innate and adaptive immune cells and decades of research has con tributed to our knowledge of the molecular mechanisms that regu late these processes Notably the epigenetic and gene regulation principles defined in innate and adaptive immune cells have provided insight into other developmental systems as well by shedding light on the conserved roles for transcription factor families and mech anistic events in cellular differentiation decisions This has allowed researchers to rapidly advance our understanding of mechanistic principles by using the information defined in the immune system to guide and extend knowledge in diverse cellular settings In this special issue the latest advances in genome regulation are discussed from the perspectives of 15 early and mid career investi gators who are performing cutting edge research in this discipline They explore mechanistic principles defined in innate and adaptive immune cells and several articles highlight the role for conserved regulatory events in diverse cell types Although immunologists often focus on a specific cell of interest many articles explore the conservation of mechanisms between cell types and discuss how specificity is achieved in different settings The content of the re views covers a broad range of mechanisms that regulate the genome including basic transcription principles the role for transcription factor families epigenetics enhancers genome organization long non coding RNAs post transcriptional regulation and the impact of tissue localization and the microenvironment on genome regulation Taken together this special issue provides a breadth of knowledge about genome regulation and gives perspectives from rising leaders in this field about directions of high importance for future research 2 EPIGENETICS DNA METHYLATION AND HISTONE MODIFICATIONS DNA is wrapped around histones to form nucleosomes and this is commonly referred to as chromatin Both DNA methylation states and the status of chromatin accessibility influence the downstream regulatory events required for active transcription Dr Youngblood and colleagues explore the role for DNA methylation in regulating effector and memory T cell differentiation as well as dysregulated states associated with exhaustion in chronic infections and can cer1 They also discuss how a DNA methylation index they devel oped can predict aspects of T cell differentiation states in mouse and human and the relevance of this index for understanding ef ficacy of T cell responses in human diseases Following the theme of DNA methylation Dr Tsagaratou examines the role for the TET family of DNA demethylases in immune cell development and dif ferentiation and discusses how the dysregulated expression of TET proteins can have pathogenic consequences in mouse and human disease2 The review also provides valuable information about the diversity of DNA modifications mediated by TET proteins including 5 hydroxymethylcytosine 5hmC and oxidized forms of cytosine and it talks about new tools to define these unique modifications and their functions The regulation of DNA methylation histone modifications and chromatin accessibility during immune cell differentiation has been the focus of many research efforts and the article by Dr Scharer and colleagues discusses the role for these events in the context of B cell 2021 John Wiley Sons AS Published by John Wiley Sons Ltd This article introduces a series of reviews covering Genome Regulation in Innate and Adaptive Immune Cells appearing in Volume 300 of Immunological Reviews 6 WEINMANN differentiation3 Notably the review also offers a novel perspective on this topic by exploring how cell division plays a role in regulat ing epigenetic events and the steps required for gene expression Dr Josefowicz and colleagues discuss a wide range of mechanisms associated with inducible transcription in immune cells providing a comprehensive overview of concepts in basic transcriptional pro cesses4 They also give novel insights into how signaling pathways regulate histone phosphorylation and examine the role for this mod ification in inducible transcription in immune cells In addition to the articles by the Scharer and Josefowicz groups most of the articles in this special issue also address aspects of epigenetics and chroma tin accessibility in immune cell differentiation and function driving home the importance of these processes in the regulation of gene programming events in all cell types By discussing this topic in the context of a broad range of innate and adaptive immune cells the authors in this special issue highlight for the readers how conserved epigenetic processes can be specifically interpreted in diverse im mune cell types to promote the unique gene programs needed in each cellular setting 3 TRANSCRIPTION FACTOR FAMILIES IN IMMUNE CELL DIFFERENTIATION In immunology research a major emphasis has been placed on defin ing the transcription factors involved in differentiation decisions and the activation of effector functions in the diverse populations of in nate and adaptive immune cells Research in this area also extends to uncovering the mechanisms these transcription factors use to regulate gene programs whether it is related to basal transcription epigenetics or genome topology events In this special issue there is a series of reviews exploring the role for transcription factor families in regulating gene programs in innate and adaptive immune cells with some high lighting conserved roles for these factors in the different branches of the immune system In this regard the article by Dr Lazarevics group addresses the role for lineage defining transcription factors in CD4 T cell and innate lymphoid cell specialization programming decisions5 The authors also provide valuable insights into the complex interac tions between transcription factors and how this influences their activities in different settings Dr Oestreich and colleagues discuss the Ikaros transcription factor family and the roles this family plays in innate and adaptive immune cell differentiation6 The Ikaros family has been well studied for many years and the authors provide unique perspectives about the conserved and cell type specific mechanistic roles for different family members in diverse cell types as well as novel activities related to cytokine signaling regulation Dr Pipkin presents a comprehensive picture of the transcriptional regulation of gene programming decisions in CD8 effector and mem ory T cells with a special emphasis on the role for the RUNX transcrip tion factor family in this process7 Insights into the regulation of many steps including cytokine signals pioneer functions for transcription factors epigenetics and RNA polymerase II pausing are discussed in detail and the mechanisms are related to how each affects CD8 T cell differentiation and functions Dr Beaulieu explores the role for key transcription factors in NK cells and she discusses the relatively new and novel topic of NK cell specialization into effector and memory sub sets8 In this context several regulatory factors in NK cell programming have been identified with some similarities between the processes in NK cells and the role for lineage defining transcription factors in T cell effector and memory differentiation decisions 4 ENHANCERS LONG NON CODING RNAs AND GENOME TOPOLOGY The genome needs to fit within the nucleus and this creates a sce nario where the DNA is intricately wrapped and folded In this con text specific DNA content needs to be accessed at precise times in development and in response to stimuli to promote the appropriate expression of gene programs in immune cells Dr Kueh and colleagues explore this problem from the perspective of how enhancers precisely regulate gene expression at very specific times during development and they propose a novel timing enhancer model for how gene ex pression is regulated to achieve this9 They define timing enhancers as cis regulatory elements that control time delays in gene expression by regulating the probability of expression at specific stages in differen tiation whereas the more commonly referred to amplitude enhanc ers regulate the magnitude of gene expression Next Dr Henao Mejia and colleagues discuss how long non coding RNAs contribute to the precise regulation of genes during differentiation and they examine this topic in the context of innate lymphoid cell development10 They also provide an interesting perspective on the possibility that mouse models with deficiencies in long non coding RNAs or enhancer ele ments might help tease apart the complex relationships between the diverse types of innate lymphoid cells The vast size of the genome means it must be highly organized to fit within the nucleus of a cell In this context it is necessary to understand how the three dimensional 3D organization of the ge nome contributes to gene regulation The article by Dr Vahedi dis cusses the mechanisms that control gene programs by highlighting the current strategies the field uses to understand genomic regu lation from one dimensional 1D or 3D perspectives with 1D re ferring to chromatin modifications and accessibility whereas 3D refers to long range genomic interactions genome organization and topology11 The review also provides insights into the mechanisms that regulate aspects of the 1D and 3D genome in T cells and how this contributes to gene expression outcomes in normal and disease states 5 POST TRANSCRIPTIONAL REGULATION An underappreciated area of research in immunological studies is the role for post transcriptional mechanisms in the regula tion of immune cell differentiation and function In particular 7 WEINMANN the expression of cytokines is often post transcriptionally con trolled and these regulatory mechanisms contribute to main taining the appropriate balance for the immune response to be strong enough to clear a pathogen without being too over zealous and damaging the host Dr Monticelli and colleagues discuss this topic from the perspective of the role for RNA binding proteins and micro RNAs in regulating gene expression in inflammatory T cells12 Their discussion of the role for differ ent RNA binding proteins and micro RNAs in gene regulation raises important insights into the redundancy cooperation and antagonism for these mechanisms in precisely controlling immune cell activity during the course of an immune response RNA binding proteins also play a role in regulating the differen tiation and function of immune cells during development The article by Dr Yuan and colleagues addresses the role for the RNA binding protein Lin28b in regulating the self reactivity of B 1 cells during development13 The regulation of tolerance and self reactivity in B 1 cells in different developmental win dows is also discussed providing insight into how this process might contribute to establishing a form of B cell memory in early life Together the reviews by the Monticelli and Yuan groups highlight the importance of post transcriptional mecha nisms in immune cell development and function 6 ROLES FOR TISSUE LOCALIZATION AND THE MICROENVIRONMENT IN GENOME REGULATION Cells of the immune system often circulate through the blood lym phatics and lymphoid tissues In contrast a strong emphasis in cur rent research has been identifying the immune cells that reside in different tissues with these cells termed residents such as in the case of tissue resident memory T and B cells In pathogenic states such as cancer immune cells localize within the tumor and resi dence in this microenvironment can result in dysfunction To date the prevailing view is that tissue localization and the microenviron ment impact gene programming potential in both normal and patho genic states Dr Groom and colleagues discuss this topic from the perspective of how migration in lymphoid and non lymphoid tissues affects the specialization of CD4 and CD8 T cells14 In this con text chemokine receptor expression that promotes localization to a specific niche influences the cellular interactions and ultimately specialization gene programs for T cells and the authors provide perspectives about their new study examining the molecular mecha nisms regulating chemokine receptors and stem cell memory T cell localization in infections On the pathogenic side Dr Ostuni and col leagues explore how the tumor microenvironment impacts the pro gramming of tumor associated macrophages and tumor associated neutrophils15 The authors discuss a wide range of single cell and genomics datasets from mouse and human cells and integrate this information into an intriguing discussion on the heterogeneity of tumor associated macrophages 7 CONCLUSIONS This special issue was designed to highlight the research and perspec tives of 15 early and mid career investigators who perform cutting edge research defining molecular mechanisms in genome regulation There are many additional outstanding investigators we did not have space to include in this issue and moving forward the future is bright with all of the talented and creative researchers in the field of ge nome regulation New advances in technology are opening up op portunities to dissect mechanistic questions that were not possible to address previously and highly sophisticated analyses are now pos sible with the expansion of available genomics approaches As with all technological advances we need to be cautious in interpretations especially in regards to informatics as highlighted by Dr Vahedi11 Nevertheless while acknowledging these caveats unprecedented new information is being uncovered about how the genome is regu lated to control immune cell differentiation and function furthering our understanding of healthy and pathogenic immune responses ACKNOWLEDGEMENTS ASW is supported by NIH grant AI061061 and would like to thank all of the authors in this special issue for their efforts to complete this project during very challenging times CONFLICT OF INTEREST The author has no conflicts ORCID Amy S Weinmann httpsorcidorg0000000152620023 REFERENCES 1 Frias AB Boi SK Lan X Youngblood B Epigenetic regulation of T cell adaptive immunity Immunol Rev 20213001 9 21 2 Tsagaratou A Deciphering the multifaceted roles of TET proteins in T cell lineage specification and malignant transformation Immunol Rev 20213001 22 36 3 Wiggins KJ Scharer CD Roadmap to a plasma cell Epigenetic and transcriptional cues that guide B cell differentiation Immunol Rev 20213001 54 64 4 Martinez de Paz A Josefowicz SZ Signaling to chromatin path ways in the immune system Immunol Rev 20213001 37 53 5 Spinner CA Lazarevic V Transcriptional regulation of adaptive and innate lymphoid lineage specification Immunol Rev 20213001 65 81 6 Read KA Jones DM Freud AG Oestreich KJ Established and emergent roles for Ikaros transcription factors in lymphoid cell de velopment and function Immunol Rev 20213001 82 99 7 Pipkin ME Runx proteins and transcriptional mechanisms that gov ern memory CD8 T cell development Immunol Rev 20213001 100 124 8 Beaulieu AM Transcriptional and epigenetic regulation of memory NK cell responses Immunol Rev 20213001 125 133 9 Chu J Pease N Kueh HY In search of lost time Enhancers as mod ulators of timing in lymphocyte development and differentiation Immunol Rev 20213001 134 151 10 Michieletto MF Henao Mejia J Ontogeny and heterogeneity of innate lymphoid cells and the non coding genome Immunol Rev 20213001 152 166 8 WEINMANN 11 Vahedi G Remodeling the chromatin landscape in T lymphocytes by a division of labor among transcription factors Immunol Rev 2021 167 180 12 Dzafo E Bianchi N Monticelli S Cell intrinsic mechanisms to re strain inflammatory responses in T lymphocytes Immunol Rev 20213001 181 193 13 Vergani S Yuan J Developmental changes in the rules for B cell selection Immunol Rev 20213001 194 202 14 Duckworth BC Groom JR Conversations that count cellular interactions that drive T cell fate Immunol Rev 20213001 203 219 15 Caronni N Montaldo E Mezzanzanica L Cilenti F Genua M Ostuni R Determinants mechanisms and outcomes of myeloid cell diver sity in cancer Immunol Rev 20213001 220 236 Genoma NOME DOS ALUNOS Bases nitrogenadas Citosina Guanina Adenina Timina Bases nitrogenadas do DNA DNA Ácido desoxirribonucleico Par de base Regulação do Genoma em Células Imunes Regulação genômica é extremamente importante Epigenética e Modificações dos Histonas DNA é envolvido em histonas para formar nucleossomos conhecido como cromatina Papel da metilação do DNA na diferenciação de células T efetoras e de memória Discussão sobre a família de demetilases TET na diferenciação celular Fatores de Transcrição na Diferenciação de Células Imunes Discussão sobre fatores de transcrição na especialização de células CD4 T e células linfoides inatas Papel da família Ikaros na diferenciação de células imunes Regulação transcripcional em células NK e células CD8 Enhancers RNAs não Codificadores Longos e Topologia do Genoma Papel dos enhancers na regulação temporal da expressão gênica Contribuição dos RNAs não codificadores longos na regulação gênica Importância da organização tridimensional do genoma na regulação gênica Regulação PósTranscricional Controle póstranscricional da expressão gênica em células T inflamatórias Papel das proteínas de ligação a RNA e microRNAs na regulação imune Regulação de autoreatividade em células B1 pelo RNA binding protein Lin28b Conclusão Destaque do objetivo do especial sobre regulação genômica Perspectivas sobre avanços tecnológicos e desafios na interpretação dos dados Reconhecimento dos pesquisadores e agradecimentos ao financiamento Implantação da Rede Nacional para Genotipagem do HIV1 RENAGENO Título Implantação da Rede Nacional para Genotipagem do HIV1 RENAGENO Contexto Política de acesso universal à terapia antirretroviral TARV no Brasil desde 1991 Desafio Emergência de variantes virais resistentes Solução RENAGENO como ferramenta crucial para selecionar terapias de resgate Objetivos Principal Estabelecer uma rede de laboratórios para genotipagem em pacientes HIV Secundários Avaliar impacto na evolução clínica imunológica e virológica Estimar prevalência de mutações em diferentes áreas Monitorar emergência de variantes resistentes Gerar dados de prevalência de subtipos do HIV1 Desenho Geral da RENAGENO Implantação 12 laboratórios em diferentes estados Fluxos Solicitação avaliação amostra análise laudo e sugestões terapêuticas Critérios de Indicação do Exame Pacientes com falha terapêutica Primeira falha virológica por esquema contendo inibidores de protease Carga viral 5000 cópiasml Fluxograma de Funcionamento Médico solicita teste de genotipagem Médico de referência avalia solicitação Autorização concedida e amostra enviada Paciente realiza coleta Material encaminhado para exame Laudo enviado ao médico de referência Médico avalia laudo e envia sugestões terapêuticas Número de Testes e Médicos de Referência Quotas definidas por estado baseadas no número de pacientes em TARV Política Científica e Tecnológica Título Genoma Humano e a Era Pósgenômica no Brasil Autor Marco Antonio Zago Contexto Conclusão do projeto de sequenciamento do genoma humano e suas implicações na ciência e medicina Revolução na Biologia e Medicina Tratamento de doenças como diabetes e anemia com insulina e eritropoetina recombinante Utilização terapêutica de fatores de crescimento Importância da revolução biológica e médica precedendo o sequenciamento completo do genoma humano Projeto Genoma Humano e Projeto DNA Brasil Projeto do Genoma Humano Proposição de sequência de nucleotídeos do genoma humano Projeto do Genoma Humano Objetivo de sequenciar os 31 bilhões de bases nitrogenadas do genoma humano Desafio pós sequenciamento Exploração das interações entre proteínas e genes Compreensão da atividade biológica a partir das relações do genoma com o ambiente Necessidade de planejamento para próximas etapas Era pós Genômica e resultados Estudos da expressão do genoma completo de diferentes organismos Análises da expressão em células humanas e neoplasias humanas Impacto na compreensão da vida celular Próximas etapas e desafios no Brasil Refletir sobre como o sequenciamento afeta o planejamento científico no país Exemplos de sucesso como o Projeto Genoma Humano do Câncer PGHC da FAPESP Necessidade de ampliar iniciativas para identificação de genes e aplicações médicas Desafio e Oportunidades Desafio de transpor modelos bemsucedidos para áreas médicas aplicadas Potencial do genoma clínico para descoberta de genes análise de expressão e produção de substâncias biológicas Organização em torno de projetos com financiamento adequado Enfoque das eras pós genômica humana Descoberta de genes identificação de proteínas e análise de expressão Correlação das variações genéticas com doenças adquiridas Aplicações em engenharia genética para produção de substâncias biológicas Enfoque das eras pós genômica humana Descoberta de genes identificação de proteínas e análise de expressão Correlação das variações genéticas com doenças adquiridas Aplicações em engenharia genética para produção de substâncias biológicas Conclusão O sucesso das iniciativas brasileiras como o Projeto Genoma Humano do Câncer PGHC demonstra a capacidade do país de liderar pesquisas de ponta mesmo com recursos modestos se comparados a outras nações O modelo descentralizado e em rede adotado pela FAPESP com colaboração interna e supervisão externa mostrase eficaz e replicável em outros contextos No entanto há desafios a enfrentar A extensão desses esforços para áreas médicas aplicadas como o genoma clínico demandará investimentos contínuos e uma estratégia coordenada entre instituições de pesquisa universidades e setor privado