"Siamo riusciti a scambiare dati genetici oltre i confini nazionali".

Il professor Gunnar R?tsch dell'ETH ha contribuito in modo significativo alla creazione del più grande database pubblico di informazioni anonime su due importanti geni del cancro al seno. Il database aiuta a migliorare il trattamento delle pazienti. L'ETH News ha parlato con lui del background e delle sfide di un simile progetto.

Gunnar R?tsch
"Il valore dei dati genomici e medici aumenta quando le informazioni provenienti da diversi database vengono combinate in modo appropriato", afferma l'ETH Professor Gunnar R?tsch. (Immagine: MSKCC)

L'ETH News: Perché è così importante riunire il maggior numero possibile di dati genetici in un unico luogo?
Gunnar R?tsch: Nell'ambito del progetto internazionale BRCA Challenge, abbiamo raccolto informazioni sui due geni BRCA1 e BRCA2. Nella popolazione esiste un numero incredibile di varianti di questi due geni. Alcune indicano che una donna ha un rischio normalmente basso di sviluppare un tumore al seno. Tuttavia, altre varianti sono associate a un rischio significativamente maggiore di cancro (vedi riquadro). Poiché molte varianti geniche sono molto rare, è importante disporre di un database completo. Più completo è il database, maggiore è la probabilità di trovare altre persone con la stessa variante per una persona con una variante genica rara e di avere a disposizione informazioni sul loro rischio di cancro al seno. Queste informazioni sono importanti, ad esempio, per consigliare le donne le cui famiglie sono frequentemente colpite dal cancro o per identificare un aumento del rischio di cancro in una fase precoce.

Come è nato questo progetto, avviato dalla Global Alliance for Genomics and Health?
Nella comunità scientifica ci siamo resi conto che esistono set di dati genomici e medici in molti Paesi e presso molte istituzioni che da soli sono troppo piccoli per poter descrivere clinicamente, ad esempio, le varianti geniche rare. Il valore di questi database sarebbe significativamente più alto se venissero combinati. Tuttavia, non è così facile scambiare i dati attraverso i confini istituzionali e nazionali. Questo è uno dei motivi per cui è stata fondata la "Global Alliance for Genomics and Health". Il suo obiettivo è semplificare lo scambio di dati genomici e medici. Da un lato, l'Alleanza Globale lo fa tecnicamente definendo standard di dati comuni e, dall'altro, sviluppando aspetti legali ed etici e concetti per uno scambio sicuro di dati. Il BRCA Challenge è stato lanciato tre anni fa come uno dei primi progetti pilota dell'Alleanza Globale, con l'obiettivo di dimostrare la fattibilità e i vantaggi dello scambio di dati.

Perché vi siete concentrati sui due geni BRCA1 e BRCA2?
Si tratta di marcatori genetici molto importanti. Inoltre, questi geni erano sulla bocca di tutti quando abbiamo avuto l'idea del progetto. L'attrice Angelina Jolie aveva appena annunciato di essersi fatta asportare i seni in via profilattica perché portatrice di una variante del gene BRCA1 ad alto rischio di cancro al seno. Allo stesso tempo, esiste un'azienda americana, la Myriad Genetics, che da tempo detiene un brevetto sui due geni del cancro al seno. L'azienda commercializza un test genetico corrispondente, ne ha avuto il monopolio per molto tempo e ha tenuto per sé i dati dei pazienti ottenuti con esso. L'azienda è percepita come l'antitesi del resto della comunità di ricerca e ha già messo in dubbio la validità dei dati decisi pubblicamente. Questo ci ha spronato ancora di più: Volevamo dimostrare che è possibile produrre informazioni altrettanto valide combinando dati pubblici.

Quali risultati avete ottenuto dall'inizio del progetto?
Per prima cosa abbiamo dovuto riunire le informazioni dei vari database in un'unica piattaforma. Questi database sono nati da iniziative locali e inizialmente non erano compatibili tra loro. Sulla piattaforma web pagina esternaScambio di BRCA le informazioni combinate sono ora facilmente accessibili e rese anonime. Attualmente disponiamo di informazioni su Chi siamo e su oltre 20.000 varianti genetiche. Abbiamo informazioni affidabili sulla rilevanza clinica di Chi siamo, ovvero se sono associate o meno al cancro. Nell'ambito del nostro progetto, abbiamo anche sviluppato algoritmi per automatizzare la classificazione delle varianti.

Le vostre informazioni sono ora migliori di quelle di Myriad Genetics?
? difficile da dire. La maggior parte dei dati dell'azienda non è pubblica, quindi non possiamo confrontarli con i nostri. In linea di principio, però, penso che sia solo una questione di tempo prima di avere più dati e migliori. Le nostre informazioni saranno disponibili pubblicamente e gratuitamente.

Al progetto partecipano scienziati di due dozzine di istituzioni in tutto il mondo. Qual è stato il suo contributo e quello dell'ETH di Zurigo?
Ho partecipato allo sviluppo dell'idea fin dall'inizio. All'epoca lavoravo ancora al Memorial Sloan Kettering Cancer Centre di New York. Nei primi anni ho guidato il gruppo di sviluppatori software che ha creato la piattaforma web BRCA Exchange. Due collaboratori del mio gruppo fanno parte del più grande team di sviluppatori software. Presso l'ETH, abbiamo poi sviluppato anche un pagina esternaApp per smartphone,con cui è possibile accedere facilmente ai dati. Questo è particolarmente utile per i medici e i genetisti umani. Possono verificare se la variante genetica di un paziente è già nota e classificata come patogena. ? anche possibile abbonarsi a un servizio che informa quando sono disponibili nuove informazioni su una particolare variante.

Come procede il progetto?
? prevista l'integrazione nella piattaforma di dati provenienti da altri Paesi per poter classificare un numero ancora maggiore di varianti. Stiamo collaborando con alcuni Paesi sudamericani, europei e asiatici che possono dare un contributo importante. Possiamo già dire che con BRCA Challenge abbiamo dimostrato con successo come lo scambio internazionale di dati possa funzionare. Noi esseri umani abbiamo molti più geni rilevanti per la malattia. Vediamo quindi il progetto come un modello che può essere trasferito ad altri marcatori genetici.

BRCA1 e BRCA2

I geni BRCA1 e BRCA2 contengono il progetto degli enzimi che riparano il DNA difettoso. La maggior parte della popolazione è portatrice di varianti "sane" dei geni BRCA - i loro enzimi di riparazione sono funzionali. Tuttavia, una piccola percentuale della popolazione (circa lo 0,3%) è portatrice di varianti geniche che determinano un'alterazione degli enzimi di riparazione con una funzione compromessa. In queste persone, le mutazioni nel materiale genetico tendono ad accumularsi e il rischio di cancro al seno e alle ovaie aumenta significativamente.

Letteratura di riferimento

Cline MS et al: BRCA Challenge: BRCA Exchange come risorsa globale per le varianti in BRCA1 e BRCA2, PLOS Genetics 2018, doi: pagina esterna10.1371/journal.pgen.1007752

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