Sequenziato il genoma del diavolo della Tasmania: basterà a salvarlo dall’estinzione?

Il Wellcome Trust Sanger Institute e l’azienda californiana Illumina hanno annunciato di aver completato il sequenziamento del genoma del diavolo della Tasmania (Sarcophilus harrisii). La sequenza è ancora soltanto una bozza, ma di ottima qualità: il genoma del marsupiale è stato infatti sequenziato con una copertura elevatissima (80X), in pratica è come se fosse stato letto 80 volte. I ricercatori che hanno condotto il progetto hanno analizzato il DNA di un animale sano, soprannominato Salem, e si stanno apprestando a studiare due campioni di tessuti tumorali di esemplari malati.

Il diavolo della Tasmania è infatti vittima di una terribile epidemia di cancro facciale che sta mettendo questa specie a serio rischio di estinzione: da quando la malattia è comparsa 14 anni fa, la popolazione dei piccoli mammiferi è infatti scesa dell’80%. Il tumore facciale dei diavoli è un caso più unico che raro nel regno animale: tramite i morsi, le cellule tumorali di un esemplare si trasferiscono nel secondo animale, che generalmente muore dopo pochi mesi dall’apparizione dei sintomi. Utilizzando la sequenza genomica dell’animale sano come riferimento, i ricercatori sperano di riuscire ora a individuare le mutazioni nel DNA responsabili della progressione del cancro: per questo motivo progettano di raccogliere altri campioni di animali malati, oltre ai due già in loro possesso. Lo scopo è quello di identificare delle barriere naturali e dei percorsi geografici preferenziali del contagio, in modo da guidare gli sforzi in atto per la conservazione della specie.

La malattia che affligge i diavoli provoca malformazioni al volto che alla lunga impediscono all’animale di nutrirsi, uccidendolo per inedia. Cosa ancora più grave, a causa della peculiare trasmissibilità di questo cancro, l’epidemia si sta diffondendo a una velocità impressionante, e se non si riuscisse ad arrestarla, questa specie scomparirebbe – dicono le stime – nel giro di 20 anni. Siamo però fiduciosi che per allora avremo già individuato una soluzione per salvarla dall’estinzione, anche grazie al sequenziamento del genoma appena completato.

Fonte: Wellcome Trust Sanger Institute

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Sequenziato il genoma del cacao: anche la Mars tra i finanziatori

Il genoma dell’albero del cacao, Theobroma cacao, è stato sequenziato. Ad annunciarlo tramite un comunicato stampa sono i principali soggetti coinvolti nel progetto, partito due anni fa: il Dipartimento dell’Agricoltura americano, l’IBM e – udite udite – l’azienda produttrice di dolciumi Mars. Proprio così, la società che vende l’omonima barretta e altre leccornie come i famosissimi M&M’s ha investito 10 milioni di dollari per riuscire a portare a termine il sequenziamento della preziosissima pianta, senza la quale non potremmo gustare quella cosa straordinaria che si chiama cioccolato.

In partenza il progetto sarebbe dovuto durare cinque anni, ma grazie all’enorme sviluppo delle tecnologie di sequenziamento i dati sono stati resi disponibili con ben tre anni di anticipo: si possono consultare a questo indirizzo, previa dichiarazione che non verranno utilizzati per brevettare i geni depositati. Quello del cacao è un genoma relativamente piccolo (420 milioni di basi) che secondo le prime analisi dovrebbe contenere circa 35000 geni; per il suo sequenziamento sono state utilizzate le tecnologie next-generation 454 e Illumina, oltre al vecchio metodo Sanger, indispensabile per chiudere tutti i “buchi” della sequenza. Il ruolo dell’IBM all’interno del progetto si è rivelato fondamentale al momento dell’assemblaggio delle sequenze prodotte: senza il supercomputer Blue Gene il risultato finale sarebbe stato raggiunto sicuramente molto più tardi.

La sequenza genomica del cacao sarà estremamente utile per i coltivatori di tutto il mondo, che potranno ora selezionare varietà più resistenti alle malattie al fine di aumentare le rese. Forse avremo anche un cioccolato più buono e nutriente, chissà. Tuttavia, lo scopo principale sarà certamente aumentare la produzione, migliorando la resistenza delle piante alla siccità e agli agenti patogeni: dieci anni fa un’epidemia fungina decimò le coltivazioni del Brasile, che allora era uno dei principali paesi produttori. Oggi il 70% del cacao è prodotto in Africa, Costa d’Avorio e Ghana soprattutto, e se si ripetesse quanto avvenuto nel Paese sudamericano dovremmo probabilmente dire addio all’amatissimo cioccolato. Grazie Mars, da oggi comprerò più spesso le tue barrette.

Fonti: Washington Post, New York Times, Cacao Genome Database, Genome Web

Parla Jay Flatley, CEO di Illumina: “Il sequenziamento del genoma è fondamentale per la nostra società”

Nell’intervista rilasciata a Sign On San Diego qualche giorno fa, il presidente della Illumina Jay Flatley ha parlato di DNA sequencing e test genetici, oltre a commentare i recenti eventi che hanno coinvolto le aziende di personal genomics DTC. Da quando ha intrapreso il business del sequenziamento nel 2007, la società californiana ha quadruplicato il suo fatturato annuo, raggiungendo i 666 milioni di dollari nel 2009: “Nel settore del sequenziamento del DNA siamo i leader mondiali. – ha dichiarato Flatley – Possediamo una fetta di mercato pari al 60-65%. Si tratta di un settore fondamentale per noi come azienda, ma anche per la società nel suo complesso: le informazioni genetiche diventeranno sempre più importanti per tutti coloro che operano nella cura della salute umana.”.

Coerentemente con questa posizione di leadership, la Illumina si sta muovendo in modo molto aggressivo sul mercato, imponendo la rotta alle aziende rivali: lo scorso Giugno ha abbassato a 19500 dollari il prezzo per sequenziare completamente un genoma umano, e l’asta al ribasso è destinata a proseguire in futuro. Flatley prevede che in meno di cinque anni si giungerà ai fatidici 1000 dollari, e quando quel giorno arriverà il sistema sanitario e le assicurazioni dovranno interessarsi seriamente alla questione. Il CEO di Illumina ammette che oggi conosciamo ancora troppo poco del genoma umano per sfruttare appieno l’opportunità che ci offre il suo sequenziamento, ma ricorda anche che più genomi si sequenziano e prima saremo in grado di utilizzare da un punto di vista clinico tutta l’informazione in essi contenuta.

Flatley ha inoltre fatto un commento su quanto sta avvenendo nel mondo della genomica direct-to-consumer. “E’ vero, vendiamo ad alcune delle aziende coinvolte i supporti tecnologici per fare il genotyping, ma il nostro ruolo termina qui. – ha sottolineato – Ad ogni modo, non credo che la FDA abbia intenzione di chiudere questo business, a quanto ne so io vuole semplicemente assicurarsi che ci siano delle norme di regolamentazione adeguate. Noi stessi siamo stati interpellati per aiutare la FDA a tracciare delle linee guida per la validazione dei test genetici, ed è proprio quello su cui stiamo lavorando.”

Fonte: Sign On San Diego
Image credit: K.C. Alfred

Life Technologies e Ion Torrent, un affare da 700 milioni di dollari

La Life Technologies è una delle aziende leader nel sequenziamento del DNA. Nata dalla fusione di Applied Biosystems e Invitrogen, la società di Gregory Lucier oggi dà lavoro a circa 9000 persone ed è presente in 160 nazioni: il suo sequenziatore di punta, il SOLiD, è una delle macchine più acquistate dai laboratori di mezzo mondo. Perché un colosso del genere dovrebbe investire più di 700 milioni di dollari in una piccola company del Connecticut? Perché la company in questione si chiama Ion Torrent, e la tecnologia messa a punto da questa giovane azienda promette di rivoluzionare il settore dell’high-throughput sequencing.

Sul proprio sito ufficiale, la Life Technologies ha infatti da poco annunciato di aver acquisito la Ion Torrent per la considerevole cifra di 375 milioni di dollari, a cui si aggiungeranno altri 350 milioni al raggiungimento di determinati obiettivi tecnici. Jonathan Rothberg, fondatore della Ion Torrent, non è nuovo ad affari di questa portata: nel 2007 vendette alla Roche la sua precedente azienda di sequenziamento (454 Life Sciences) per 140 milioni di dollari. La nuova tecnologia che ha ingolosito la Life Technologies si differenzia in modo drastico dai sequenziatori di seconda generazione: grazie a un materiale semiconduttore, le macchine della Ion Torrent sono in grado di leggere le sequenze di DNA misurando le variazioni di pH che si generano quando un nuovo nucleotide viene aggiunto al filamento sintetizzato. Niente più nucleotidi marcati, quindi, né costosi sistemi di rilevazione ottica.

Il primo sequenziatore della Life Technologies che utilizzerà questa rivoluzionaria tecnica di sequenziamento sarà la Personal Genome Machine (PGM) che verrà messa in vendita già da quest’anno per un prezzo attorno ai 100mila dollari. Il mercato del sequenziamento è dunque entrato davvero nella sua terza fase preannunciata al meeting AGBT di febbraio, e i protagonisti di questa nuova era saranno probabilmente i soliti: il matrimonio tra Life Technologies e Ion Torrent si va infatti ad aggiungere a un’altra collaborazione importante, quella tra Illumina e Oxford Nanopore. Come la Ion Torrent, anche la Oxford Nanopore sta infatti perfezionando una tecnologia innovativa che troveremo nei sequenziatori di terza generazione, e che nel caso specifico non utilizza più la DNA polimerasi.

Aziende di genomica in Italia – KOS Genetic (Milano)

L’iniziativa era stata lanciata dal mio blog alcuni giorni fa: myGenomiX sarebbe andato a caccia delle aziende italiane che si occupano in un modo o nell’altro di genomica. Oggi inauguro ufficialmente questa rubrica e lo faccio partendo da una start-up milanese, la KOS Genetic. Questa azienda giovanissima (è nata a fine 2008) offre servizi di analisi genomiche e post-genomiche sia nel campo umano che in quelli animale e vegetale. I laboratori di KOS Genetic sono ubicati in viale Ortles a Milano presso l’incubatore Filarete, una Fondazione a cui partecipano Università di Milano, Fondazione Cariplo, Intesa San Paolo e Camera di Commercio di Milano. Filarete, nata per promuovere la crescita di aziende che operano nel settore delle scienze della vita, ospita nove piattaforme tecnologiche tra cui quella di Genomica e Bioinformatica dove operano una trentina di persone. Alcuni dei gruppi presenti afferiscono all’Università di Milano (Prof. Cusi, Macciardi e Bagnato), altri lavorano per KOS Genetic; tutte queste persone condividono le stesse apparecchiature, gli stessi processi e le stesse infrastrutture informatiche e costituiscono un gruppo di lavoro unito e omogeneo, pur nella netta separazione dei piani di lavoro e delle rendicontazioni. Per myGenomiX parla Leopoldo Frati, ingegnere che dopo una lunghissima esperienza come manager nel ramo Healthcare di IBM, è oggi presidente di KOS Genetic.

Di quali progetti di ricerca vi siete occupati? Con quali gruppi avete collaborato?
I principali progetti di ricerca in cui abbiamo collaborato sono quelli finanziati dalla Comunità Europea, cui abbiamo collaborato tramite la Piattaforma Genomica e Bioinformatica. I principali progetti sono Hypergenes, Pocemon, Quantomics e Athena. Un altro filone per noi molto importante, che però non è di ricerca, sono i servizi di genotyping per i bovini, per aiutare le associazioni di allevatori a selezionare i migliori capi per la riproduzione. Ad esempio, le associazioni degli allevatori austriaci si appoggiano al nostro centro e siamo stati uno dei partner di Illumina nello sviluppo del nuovo Bovine High Density Beadchip che consente di testare la presenza di circa 50.000 SNP, alcuni dei quali influenzano ad esempio la produzione di latte o la qualità delle carni.

Una delle aree di maggiore interesse per la vostra attività di ricerca è la comprensione delle basi genetiche di malattie complesse. Pensate che allo stato attuale delle nostre conoscenze sia prematuro fare predizioni sulla predisposizione per l’insorgenza di una patologia, come già stanno facendo negli USA alcune aziende di personal genomics?
Pensiamo che anche in Italia siano maturi i tempi per offrire servizi del genere e stiamo pensando se entrare in questo mercato, o direttamente o tramite alleanze. Noi non siamo ancora pronti in tal senso: i nostri processi sono orientati a grandi quantitativi di campioni da esaminare nell’ambito di un progetto o di una commessa. Invece le aziende di personal genomics fanno tanti esami su singoli campioni di clienti: è una modalità diversa di lavoro che richiede una diversa organizzazione del lavoro. Questo è il motivo per cui dovremo pensare a delle alleanze, se decideremo di entrare nel mercato per i consumatori finali.

I costi per il sequenziamento del DNA stanno diminuendo rapidamente e sempre più laboratori potranno permettersi in futuro di avere un sequenziatore di nuova generazione. Pensate che questo potrebbe avere effetti negativi per le società di service come la vostra?
Il tema della tecnologia, in continua e rapida evoluzione, è molto importante per società di service come la nostra, pone in continuazione delle sfide e può avere effetti negativi anche per la nostra sopravvivenza. Quello da lei citato è un esempio molto importante, così come la rapida obsolescenza del nostro parco macchine. Per quanto riguarda tale punto, la nostra sfida è quella di alzare il livello qualitativo dei nostri servizi, sia a livello di wet lab che di dry lab, in modo tale da giustificare sempre e comunque la nostra utilità sul mercato in quanto offriamo servizi che i centri non specializzati o non sanno fare o sanno fare a costi decisamente superiori ai nostri.

Così come i costi, anche la tecnologia stessa del DNA sequencing è in continua evoluzione. Ogni quanto aggiornate il vostro parco macchine?
Siamo una società abbastanza giovane, creata a fine 2008 e pertanto le nostre macchine sono up to date. Abbiamo macchine Illumina: iScan per il genotyping e Genome Analyzer GIIx per il sequencing. Rimane comunque il fatto che il tema della continua evoluzione tecnologica delle apparecchiature costituisce una sfida perché obbliga le società come la nostra a fare ogni 3-4 anni dei grossi investimenti in tecnologie che possono rivelarsi anche perdenti.

Nella vostra azienda vi occupate di algoritmi in grado di riconoscere quali pazienti risponderanno meglio a un certo trattamento farmacologico. A quali categorie di farmaci avete dedicato maggiore attenzione finora? E che livello di accuratezza riuscite a raggiungere con le vostre predizioni?
Finora ci siamo occupati di ipertensione, malattie autoimmuni come sclerosi multipla e artrite reumatoide, e patologie neurologiche come schizofrenia e Alzheimer. Nel campo dell’ipertensione siamo forse i leader a livello mondiale, con migliaia di fenotipi raccolti. Immagino che prima o poi potremo valutare se uscire con dei biomarcatori in quest’area.

Nel vostro team lavorano numerosi statistici e bioinformatici. Quanto sono importanti la statistica e l’informatica nella genetica di oggi?
Giocano un ruolo fondamentale.

In questi giorni siete all’Expo di Shanghai nell’ambito dell’iniziativa Italian Valley. Siete una delle poche aziende di genomica italiane presenti alla manifestazione: credete che l’Italia abbia delle reali possibilità in questo campo dominato dalle aziende americane? Cosa possono offrire gli innovatori italiani che i competitori stranieri non hanno?
L’Italia ha difficoltà nel competere con paesi che, come USA o Singapore o Cina, fanno grandi investimenti nel settore delle biotecnologie e quindi hanno la capacità di creare masse critiche ed attrarre i migliori cervelli. Questo però non impedisce all’Italia di avere punte di eccellenza ed aziende profittevoli anche nel settore delle biotecnologie così come negli altri settori. E’ comunque importante che le aziende italiane, nel loro piccolo, facciano massa critica e collaborino.

Ringraziando l’ing. Frati, colgo l’occasione per ricordare che il mio blog è sempre aperto ad accogliere nuovi interventi da parte di aziende italiane che operano nel settore della genomica: scrivetemi! Se siete interessati ai servizi offerti da KOS Genetic ricordate di citare myGenomiX quando li contatterete: sarà uno stimolo per continuare a curare questo blog con sempre maggiore impegno e dedizione.

myGenomiX alla ricerca delle aziende di genomica italiane

Nel mio blog parlo spesso di aziende americane (23andMe, Pathway Genomics, Illumina..) ed è anche comprensibile, dal momento che gli Stati Uniti sono il Paese che più di ogni altro al mondo sta puntando sulla genomica e sulle opportunità che essa può offrire da un punto di vista clinico e commerciale. Tuttavia, diciamoci la verità: non sarebbe bello scoprire che anche qui in Italia si sta muovendo qualcosa in questo senso? Ovviamente non saremo mai al livello degli americani, ma sono sicuro che esistano piccole aziende, sparse sul nostro territorio, che a modo loro stanno dando un contributo allo sviluppo della genomica.

Per questa ragione ho deciso di dare il via a una nuova iniziativa, con la quale vorrei intraprendere un viaggio tra le realtà imprenditoriali italiane che si stanno occupando in un modo o nell’altro di genomica, intervistandone i protagonisti che coraggiosamente e con lungimiranza si sono lanciati in questo nuovissimo settore. L’idea sarebbe quella di contattare le aziende o i laboratori che vendono prodotti o servizi nell’ambito della genomica in tutte le sue possibili applicazioni: da chi offre servizi di sequenziamento e genotipizzazione a chi vende software per l’analisi dati, passando per i laboratori che fanno test genetici.

E’ un progetto sicuramente ambizioso per un blog poco conosciuto come il mio, ma sono quasi altrettanto sicuro di essere l’unico blogger italiano che tratta questi argomenti in modo specifico e dettagliato: un’iniziativa come questa porterà probabilmente più visite a myGenomix, ma allo stesso tempo farà pubblicità alle aziende che intervisterò. Io mi sono già messo alla ricerca delle piccole imprese italiane che si stanno dando da fare in questo campo, ma invito le stesse aziende interessate che capitino su questa pagina a contattarmi via mail. Ovviamente, accetto volentieri anche le segnalazioni da parte dei lettori!

Così funziona la 23andMe

La 23andMe è l’azienda leader nel settore della personal genomics e la più conosciuta tra i consumatori americani. Quando se ne parla qui da noi viene spesso ricordato il suo legame con Google, dal momento che tra i fondatori c’è Anne Wojcicki, moglie di Sergey Brin. I servizi genetici che essa offre sono tre: Ancestry (399 dollari), Health (429 dollari) e il pacchetto completo (499 dollari). L’offerta diversificata permette al cliente di decidere se utilizzare le informazioni contenute nel proprio DNA per ricostruire il proprio albero genealogico o per individuare le malattie alle quali è maggiormente predisposto, o ancora i farmaci che su di lui funzionerebbero meglio. Ma come vengono eseguiti i test genetici? Come funziona realmente la 23andMe?

Tutto comincia con l’acquisto di uno dei tre servizi da parte del cliente: i prodotti sono disponibili sul sito dell’azienda, all’indirizzo www.23andme.com. L’acquirente riceve quindi al proprio domicilio un kit contenente una fialetta con codice a barre destinata a raccogliere il campione di saliva, il quale viene spedito non all’azienda stessa, ma direttamente a un laboratorio esterno che eseguirà l’analisi. Questo laboratorio (National Genetics Institute) è certificato dal governo degli Stati Uniti e si occupa di analizzare campioni biologici anche in altri contesti, quali ad esempio test genetici per medici, ospedali e cliniche. Una volta ricevuto il materiale, l’NGI provvede a effettuare l’amplificazione del DNA e a trasferire lo stesso in una piastra a 96 pozzetti, che conterrà quindi anche DNA di altri clienti. Successivamente, la piastra viene inserita in uno strumento di marca Illumina che esegue lo screening dei campioni, per testare centinaia di migliaia di varianti genetiche contemporaneamente. Al termine dell’analisi, tutti i dati vengono associati nuovamente ai rispettivi codice a barre, criptati e quindi inviati tramite connessione sicura alla 23andMe. Attraverso i codici a barre, l’azienda è in grado di risalire al cliente che aveva acquistato il servizio, caricare i dati sul suo account personale e infine informarlo tramite email dell’avvenuto caricamento.

Credo sia importante conoscere esattamente i passaggi a cui andrà incontro il vostro DNA qualora decideste di diventare uno dei clienti della 23andMe, perciò spero che questo mio post possa essere utile a qualcuno.

Fonte: The Spittoon (blog ufficiale della 23andMe)