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O Genoma Humano e as novas oportunidades de negócio no setor da medicina personalizada

By 19 de maio de 2012 Hospital

Artigo originalmente elaborado por:

Bernardo R. Peixoto, PhD
Doutor em biologia molecular e bioinformática; Gerente de Novos Negócios, ECO Sistemas.

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Um grande avanço na pesquisa biomédica tem se verificado nos últimos 10 anos, devido ao desenvolvimento de métodos e tecnologias de análise do genoma humano e o seu impacto na medicina. No Brasil existem ainda poucos grupos acadêmicos e empresas nesse segmento. Neste artigo o autor aborda questões que se referem à ciência, tecnologia e os novos negócios na área da genômica pessoal e medicina personalizada.

Nas próximas décadas, a informação genética, codificada na molécula de DNA e descrita pela sequência das letras iniciais dos componentes químicos que a compõem (bases nucleotídica: Adenina, Timina, Citosina e Guanina), assumirá uma importância crescente na vida das pessoas e na sociedade em geral. A literacia genética – capacidade de ler e interpretar a sequência de DNA – será condição fundamental para a construção das sociedades socialmente e economicamente avançadas. A medida que a biotecnologia se afirma como indústria neste início de século, surgem novas oportunidades de negócio na área da saúde para empresas que se posicionem na intercepção entre as ciências da computação e da genômica humana – o nicho biotecnológico ocupado pelos serviços da Medicina Personalizada (MP).

Diagnóstico Molecular, Testes Genéticos

O serviço de diagnóstico molecular e de detecção de mutações genéticas são produzidos maioritariamente pela análise de marcadores genéticos únicos, existindo cerca de 2.500 diferentes doenças para as quais testes genéticos são realizados. Atualmente, os laboratórios brasileiros de diagnóstico molecular não executam todos os testes disponíveis, por razões óbvias que se prendem com a lógica do custo/benefício. Muitos testes são caros e raros, portanto, a parceria entre os vários laboratórios, incluindo laboratórios estrangeiros é prática corrente no mercado. Os preços praticados por esses testes podem variar dos R$200 até aos R$5.000, ou mais.

O diagnóstico molecular é uma área da medicina com forte crescimento, cerca de 100 novos testes genéticos entram no mercado todos os anos (GeneTest). Existem 3 grandes grupos de testes genéticos: 1) testes orientados para o diagnóstico de doenças genéticas hereditárias; 2) testes oncogenéticos, orientados para o diagnóstico de doenças oncológicas; e 3) testes farmacogenéticos. Os testes farmacogenéticos, orientados para a determinação da resposta a fármacos, ajudam a reduzir os custos globais nas prescrições médicas e melhoram a qualidade de vida dos pacientes porque evitam os efeitos colaterais causados por uma série de medicamentos.No entanto, muitos médicos admitem não possuir suficiente informação sobre quando e como utiliza-los. Pressionados pela rápida evolução do mercado dos testes genéticos, a agência reguladora americana, FDA, passou a publicar uma lista de 99 medicamentos com indicação de uso condicionado ao resultado de testes genéticos.

O desenvolvimento de novos métodos bioinformáticos, o rápido avanço tecnológico dos equipamentos, e a consequente queda no custo de produção e análise de dados de genotipagem e sequenciamento completo do genôma humano, farão com que o paradigma do serviço de diagnóstico molecular se altere, alargando o espectro de utilização da informação genética na clínica e abrindo novos mercados para a MP.

Genômica Pessoal: Genotipagem vs. Sequenciamento

Nos últimos 10 anos, a epidemiologia genética progrediu de uma abordagem inicial em estudos sobre doenças genéticas raras, nas quais diferenças físicas entre grupos, ou entre membros de uma família, devem-se quase que exclusivamente à mutação em um único gene, para a análise de doenças complexas (por exemplo, obesidade, cancer, doença de Parkinson e Alzheimer, etc.), influenciadas por múltiplos genes e também por fatores ambientais e hábitos de vida.

A contribuição de marcadores genéticos na etiologia de doenças complexas está condicionada à frequência com que esses marcadores surgem na população, por este motivo, a variabilidade genética humana (Varioma) entre grupos de indivíduos de uma mesma população (por exemplo, indivíduos doentes vs. indivíduos saudáveis), é um elemento fundamental para o estudo da estimativa de risco de doenças complexas.

O tipo de marcador genético mais comum ocorre na forma de polimorfismo de base única, conhecido pelo acrônimo do termo técnico em inglês, SNPs (Single Nucleotide Polymorphism). Os SNPs encontram-se numa frequência de aproximadamente 0,01% do genoma humano. Sendo muito frequentes, os SNPs são os marcadores mais utilizados nos métodos de estudo do Varioma humano, também conhecidos no jargão da lingua inglesa como Genome-Wide Association Studies (GWAS). Esse tipo de método de estudo avalia o genoma como um todo e tem contribuido para identificar marcadores genéticos de risco para as doenças complexas e outras características físicas humanas (SNPedia).

De uma forma geral, existem duas grandes tecnologias de análise do Varioma humano: 1) Genotipagem e 2) Sequenciamento genômico. A primeira utiliza plataformas de DNA Microarrays, as quais examinam cerca de 1 milhão de SNPs num único ensaio experimental. A segunda é a obtenção de toda sequência genômica do indivíduo, que inclui os 3 bilhões de bases nucleotídicas de ambas cópias dos cromossomos humano, presentes em todas as nossas células. Por ser mais barato, a tecnologia dos DNA microarrays se tornou a primeira escolha das empresas inovadoras nesse novo setor da genômica pessoal, com serviços dirigidos para o consumidor, através de plataformas online.

Atualmente, existem uma série de empresas de genômica pessoal, maioritariamente localizadas nos EUA. Dois exemplos significativos nesse setor são as empresas 23andMe, investida pela Google Ventures, e a Navigenics, investida pela prestigiada empresa de capital de risco, Kleiner Perkins Caufield & Byers. O serviço se baseia no mapeamento dos SNPs a partir de uma amostra de saliva, enviada pelo correio através de um kit, que é solicitado pelo cliente no website da empresa. A conveniencia do serviço e a qualidade do conteúdo científico apresentado no website, em ambiente seguro criado para o cliente, são o que de melhor se pode esperar de empresas nascentes no Silicon Valley.

O modelo de negócio e as ferramentas de integração social e de crowdsourcing, importadas da web 2.0 e saúde 2.0, fazem parte dos novos serviços de genômica pessoal. Os usuários são estimulados a partilharem informações pessoais, hábitos de vida e historial clínico, com os quais a empresa executa ensaios de GWAS internos, gerando conhecimento e propriedade intelectual. No setor da genética clínica, esse modelo de negócio é novo, mas a medida que a base de clientes aumenta, começam a surgir resultados muito interessantes do ponto de vista científico [Reference ].

As agências governamentais de saúde norte-americanas, National Institute of Health (NIH) e Centers for Disease Control and Prevention (CDCP) participam ativamente na evolução desse novo setor da genômica pessoal, promovendo debates com dirigentes governamentais, profissionais e pesquisadores para definir diretrizes que estabeleçam a validade e utilidade clínica dos testes genéticos, e propor políticas que regulamentem a venda desse tipo de produto diretamente ao cidadão (Link). Um dos resultados dessa iniciativa conjunta do governo americano foi a criação do Genetic Testing Registry. Esse movimento cívico e governamental deu origem a lei anti discriminação mais importante dos últimos anos nos EUA, conhecida pelo acrônimo do nome em inglês, GINA (Genetic Information Nondiscrimination Act). Esta lei, que entrou em vigor em Dezembro 2009, proíbe empregadores de solicitarem testes genéticos, ou utilizarem informação genética dos indivíduos para seleção, despedimento e promoção laboral; e também proíbe planos de saúde de utilizarem os testes genéticos para efeito de recusa ou definir preço de apólices.

A genotipagem é o primeiro passo no processo de utilização da informação genética na clínica. O custo do sequenciamento completo do genoma humano tem vindo a cair vertiginosamente, por força do forte investimento público e privado em novos métodos e tecnologias de sequenciamento, em desenvolvimento nas empresas americanas e europeias [Image Link 1 e Image Link 2]. Em decorrência desse avanço, o número de sequências genômicas humanas completas e publicadas em revistas científicas da especialidade tem vindo a aumentar progressivamente.

Como se não houvesse incentivo econômico suficiente no mercado, muitas dessas empresas buscam visibilidade com o concurso “The Archon Genomics X PRIZE”, promovido pela X-Prize Foundation. O prêmio de 10 milhões de dólares será atribuido à empresa que sequenciar 100 genomas em 30 dias, por um custo unitário de não mais que 1.000 dólares por genoma. Em meados da década passada, a lei de Moore, considerada como a melhor métrica para avaliar avanços tecnológias com forte perfil de crescimento, redução de custo e consequentimente penetração no mercado, foi comparado à evolução no segmento genômico (Figura abaixo). O gráfico mostra a rápida evolução tecnológica que trouxe o custo do sequenciamento para o valor simbólico dos 1.000 dólares por genoma.

A fronteira “mágica” dos 1.000 dólares abre enormes possibilidades para a MP, uma vez que o preço do sequenciamento completo se aproxima do valor médio de mercado para qualquer teste genético clássico, utilizado hoje na clínica. A capacidade de sequenciar o genôma por esse preço foi anunciado pela empresa Life Technologies durante a última edição do Consumer Electronics Show (CES), em Janeiro deste ano, 2012. O CES é o maior evento anual da indústria de equipamentos e acessórios eletrônicos, que ocorre anualmente em Las Vegas. É curioso o local que escolheram para fazer o anuncio, uma estratégia de marketing da Life Tech que poderá indicar a intenção de criar no imaginário do consumidor a ideia de que informação genética é algo que lhe pertence e que ele poderá eventualmente consumir/utilizar como um bem de consumo ou serviço na área da saúde.

Desafios da Informática Biomédica

A sequência genômica forma uma camada de dados fundamental, que na visão do prestigiado pesquisador norte americano, Leroy Hood, quando devidamente tratada pelo arsenal da Informática Biomédica, contribuirá para estabelecer aquilo que ele chama de “P4 Medicine”, isto é, uma medicina Preditiva, Preventiva, Personalizada e Participativa. No entanto, a informática biomédica não está preparada para o rápido avanço na produção de sequências genômicas e outros dados moleculares, oriundos do conjunto de técnicas que carregam o sufixo “omics”. Até os laboratórios acadêmicos com maior poder de investimento estão com dificuldades para atender a demanda de armazenamento, análise e visualização dados – os data centers crescem exponencialmente e os custos acompanham.

Fonte: Cimino ed. Biomedical Informatics (Springer), 3ª Ed. 2006

Fonte: Informação das empresas e do National Human Genome Research Institute, USA.

Neste cenário, a arquitetura computacional na nuvem parece ser a única solução para ganhar economia de escala. Várias startups nasceram nos últimos 2 anos para ocupar este novo nicho de negócio Image Link 3. A empresa Illumina, líder no mercado de desenvolvimento e venda de equimpamentos de análise genética, lançou recentemente a plataforma BaseSpace, um ambiente para alojamento na nuvem e análise partilhada de sequências genômicas geradas pelos usuários. Esse modelo de crowdsourcing é importado das empresas de genotipagem e de outros segmentos de serviços da web. Estamos aqui vendo o surgimento de um App Store para genômica?

Notas finais

O futuro da genômica pessoal abre enormes possibilidades no mercado do diagnóstico genético, emergindo uma concepção diferente de laboratório clínico, com soluções de tecnologias de Informação e comunicação e capacidade de análise in silico. Mas como introduzir a genômica pessoal na clínica? Como fazer chegar à mão do médico um resultado simples de interpretar e usar, a partir de dados tão volumosos e complexos como os dados genômicos? Para criar esses novos métodos e práticas, redes privadas de saúde nos EUA promovem iniciativas do tipo CLARITY Challenge, do Children’s Hospital em Boston, Massachusetts; ou o estudo de medicina personalizada do Coriell Institute for Medical Research, em New Jersey.

A longo prazo, a mudança de paradigma no consumo de produtos e serviços de saúde em decorrência da genômica pessoal é inexorável. Os planos de saúde tal qual o conhecemos hoje, não serão mais na prática viáveis amanhã, uma vez que formas mais precisas de estimar o risco individual para doenças complexas estarão à disposição, no cenário da medicina personalizada. O incentivo à prevenção, os testes genéticos preditivos e pré-implantação acabarão por eliminar muitas doenças genéticas hereditárias, que no seu conjunto acometem 5% das gestações em todo o mundo. O famoso psicólogo e escritor, Steven Pinker, antevê o fim do “medo” da genética de muitos acadêmicos e outras personalidades, cuja doutrina tabula rasa deverá tornar-se cada vez menos plausível a medida que as pessoas adquirem literacia genética e passam, portanto, a conhecer a informação codificada no seu genoma, e como esta afeta a sua saúde, temperamento e outros processos cognitivos.

Fernando Cembranelli

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