(לחץ על התמונה למטה כדי לצפות בסרט)
קרדיט תמונה: MGI
עם הבנה טובה יותר של HIV, המודעות לסטיגמה ולאי-השוויון הקשורים גם היא במגמת עלייה. מדי שנה ביום אפס הסטיגמה של HIV (21 ביולי), ציון לכבודה של פרודנס מייבל, האישה השחורה הדרום אפריקאית הראשונה ששיתפה בפומבי את מצב ה-HIV שלה, העולם מאוחד לנקוט בפעולות נגד סטיגמת HIV ולאתגר את השפעתה. עם יוזמות כמו זו של SAMRC ו-UKZN, יותר אנשים וקהילות כאחד מקבלים סמכות לעבור מעבר לתוויות ולהגדיר מחדש את הנרטיבים של HIV.
המסתורין של בקר האליטה של HIV
על פי הסקר האחרון של המועצה לחקר מדעי האדם, בשנת 2022, היו כ-7.8 מיליון אנשים חולי HIV בדרום אפריקה, המספר המוחלט הגבוה ביותר של אנשים שחיים עם HIV בעולם. עם זאת, למרות המגוון הגנטי הגדול ביותר בעולם, רצפי הגנום האנושי האפריקאי מייצגים את הנמוך ביותר מבין כל הגנומים האנושיים שנרשמו ברחבי העולם. יש צורך עז למנף את הגנומיקה כדי לגבות ולהרחיב תוכניות התערבות ממוקדות כדי להעמיד יותר אנשים החיים עם HIV בטיפול יעיל.
קרדיט תמונה: MGI
עניין מיוחד בחקירות הגלובליות של HIV היא "בקרי עילית" (ECs), קבוצה נדירה של אנשים חיוביים ל-HIV-1, שמערכת החיסון שלהם יכולה לכאורה לדכא את התפתחות הזיהום מבלי ליטול תרופות אנטי-רטרו-ויראליות (ARVs). על כל 200 אנשים שחיים עם HIV, בערך אחד מהם עשוי להיות בקר עילית (0.5%). בדרום אפריקה, עם השיעור הגבוה של הידבקות ב-HIV, נראה שגם השכיחות של ECs גבוהה יותר. על ידי "חשיפת" סודות ה-ECs באמצעות מחקר, ניתן לחשוף רמזים ולפתח טיפולים חדשים שעשויים להועיל לקבוצות רחבות יותר של אנשים שחיים עם המחלה.
ההבטחה של טכנולוגיית הגנומיקה של MGI
על מנת לזהות את הפולימורפיזם והמוטציות בקרב אנשים ממוצא אפריקאי, ולהבין כיצד הם קשורים להתקדמות מחלת ה-HIV, ד"ר ורון רמסורן, פרופסור חבר ב-UKZN, ופרופ' Thumbi Ndung'u, מנהל למדע בסיסי ותרגולי ב- המכון לחקר הבריאות של אפריקה, שילבו ידיים עם SAMRC, MGI ומרפאות מקומיות בדרום אפריקה בשנת 2019 כדי לקחת את 20+ שנות עבודתם במחקר EC לרמה הבאה באמצעות ריצוף גנום שלם (WGS).
"פרויקט ה-HIV Host Genome הוחל במקביל להשיקנו את מרכז הגנומיקה האפריקאי של SAMRC בקייפטאון בתמיכת MGI", אמרה חוקרת שותפה בפרויקט Rizwana Mia, גם מייסדת שותפה של SAMRC Genomics Center ומנהלת תוכנית בכירה ברפואה מדויקת ב-SAMRC. "השותפות ראתה את MGI מעמידה זרימת עבודה של רצף תפוקה גבוהה, וסייעה לנו בתכנון התשתית המוקטנת המיוחדת במעבדה שלנו. זה היה בתקופה שבה לא הייתה תשתית אמיתית לרצף הדור הבא בקנה מידה גדול באפריקה".
קרדיט תמונה: MGI
"חשוב יותר, על ידי העברת זרימת העבודה במעבדה שלנו לקנה מידה, אנו מקווים לפתח מחקר גנומי כדי להתמודד עם הנטל המרובע הזה של מחלות שדרום אפריקה מתמודדת איתה", הסבירה מיה. "הפרויקט שלנו בוחן קבוצה ייחודית של חולים שיש להם את היכולת לשלוט בנגיף ה-HIV כדי לברר כיצד המחלה מתקדמת ואת המנגנונים המכוונים למארח לשליטה חיסונית מולדת. בנוסף, כללנו סטים משפחתיים כדי לעזור לנו להבין טוב יותר את הקשר בין ילדים שאינם מתקדמים והוריהם שגם הם חיוביים ל-HIV, כדי לחשוף והבדלים גנטיים שעשויים לתרום לשליטה החיסונית של המארח ב-HIV."
כחלק מהפרויקט, טכנולוגיית רצף ה-DNBSEQä, הפלטפורמות וזרימת העבודה היעילה והמתקדמת ביותר של MGI משחקים תפקיד אינסטרומנטלי. בהסתמך על הדיוק הגבוה של DNBSEQ, זמן האספקה המהיר והעלות-תועלת הגבוהה, החוקרים מסוגלים לייצר נתונים איכותיים לניתוח גנוטיפים שונים של HIV וזיהוי מנגנונים אימונולוגיים פוטנציאליים הקשורים ל-ECs. ואכן, באמצעות מאמצים משותפים, הצוות עשה התקדמות משמעותית בחשיפת תובנות גנטיות חיוניות במחקר של ECs.
"זיהינו גנים חדשים ופולימורפיזם שמשחקים תפקיד במחלת HIV באמצעות נתונים חדשים שנוצרו מרצף הגנום השלם", אמר ד"ר ורון רמסורן, החוקר הראשי של פרויקט ה-HIV Host Gene. "באופן מסורתי, יש רשימה של מוטציות או גנים שידוע כי הם קשורים ל-HIV, אך הם מבוססים במידה רבה על מחקרים על אוכלוסיות קווקזיות. מחקר ה-HIV שלנו מוסיף למאגר הידע הכללי הנוגע לאנשים ממוצא אפריקאי, אשר יביא בכך טיפול חדש והזדמנויות חיסונים חדשות".
קרדיט תמונה: MGI
"מה שחשוב הוא גם להבין איך סמים מקיימים אינטראקציה עם הפרט", הוסיף רמסורן. "גילינו בעבר שפולימורפיזם מסוים קשור למטבוליזם של תרופות בגנים. בהתבסס על הבנה זו של תרופות בשילוב עם הגנטיקה של הפרט, אנו יכולים לפתח כלי חיזוי כדי להודיע לרופאים על סוג התרופה או המינון בהתאם לנוכחות הפולימורפיזם כדי להקל על חילוף חומרים מהיר יותר של התרופה."
המפתח להבנת הגנום האנושי הדרום אפריקאי
באמצעות תשתית ותמיכה טכנית מ-MGI, SAMRC שיכללה את מדע הגנומיקה לרפואה מותאמת אישית, מלבד HIV, לטובת מאגר הגנים המגוון של אפריקה. יש לציין כי הקמת מרכז SAMRC Genomics בשנת 2019, המתקן הראשון לריצוף גנום בעל תפוקה גבוהה ביבשת, שיפרה את יכולתה של דרום אפריקה לרצף, לנתח ולאחסן גנומים אנושיים, ופתחה רמה חדשה של מחקר חדשני.
שיתוף הפעולה גם ראה ב-SAMRC רצף של מיני הצמחים הראשונים עבור פרויקט BioGenome האפריקאי בשנת 2023 באמצעות DNBSEQ-G400* של MGI רצף ספסל רב-תכליתי וטכנולוגיית קריאה של קטעים ארוכים (stLFR) של MGI. על ידי העצמת יישומים של הפלטפורמות שלהם בתחום החקלאות, MGI תרמה גם לשיפור ההגנה על המגוון הביולוגי, אבטחת המזון ובריאות הסביבה ברחבי אפריקה.
למרבה המעודד, חקירות מחלות אפריקה יימשכו מעבר לנקודה זו. פרויקט הגנום המארח של HIV הניח את הבסיס לפרויקט הגנום האנושי השאפתני הלאומי 110K. מחקר אוכלוסייה רחב היקף זה יכלול 110,000 משתתפים מאוכלוסיית דרום אפריקה, במטרה להבין יותר על המגוון הגנומי שלהם, להתמודד עם אתגרים בריאותיים שונים ולסלול את הדרך לרפואה מותאמת אישית במדינה. יתר על כן, הנתונים שנאספו ישולבו במסד נתונים לאומי של אוכלוסיה, תוך שיפור תוצאות המחקר והעמקת הבנת המחלות באפריקה.
בהתחשב באוכלוסיה המגוונת של דרום אפריקה, נתוני גנומיקה אנושיים מוגבלים ועומס בריאות משמעותי ממחלות כמו HIV, הבנת הפתוגנזה ומוטציות אינהרנטיות חשובה ליישום טיפולים ממוקדים ותוכניות בריאות הציבור. עם עלות הרצף הנמוכה יותר, הנתונים באיכות הגבוהה וזרימות העבודה היעילות של הכל-ב-אחד, MGI תמשיך להניע את ההתקדמות בחקר פנוטיפים נדירים של HIV, אשר טומן בחובו הבטחה רבה בקידום פיתוח התערבויות ותרופות ממוקדות – לא רק עבור HIV – אלא מחלות רבות אחרות.
"הסתכלות על השונות הגנטית והשפעתה על HIV היא מחליפה משחק, מכיוון שהיא תשפוך אור על כמה מהתגובות החיסוניות הטובות ביותר שיכולות להיווצר נגד נגיף ה-HIV", אמר פרופ' ת'מבי נדונג'ו, חוקר ראשי של כמה לימודי העוקבה של הפרויקט. "למעשה, ידע זה יהיה ישים נרחב ויכול להשפיע על מחלות אחרות – זיהומיות ולא זיהומיות – כמו גם התערבויות תרופתיות שלהן. זה יוודא שהאפריקאים, בדיוק כמו כולם, נמצאים במרכז פיתוח התרופות והחיסונים".
קרדיט תמונה: MGI
ביוני השנה, MGI הציגה את זה חבילת גנוטיפ HIV-1 ועמידות לתרופות על תפוקה נמוכה ניידת DNBSEQ-E25, ו-DNBSEQ-G99 תפוקה בינונית נמוכה. חבילה זו מאגדת רצף עמוק כדי לזהות מוטציה בתדר נמוך הקשורה לעמידות לתרופות. בשילוב עם מערכות הכנת הדגימות האוטומטיות של MGI ותוכנת HIV-Genome Pro, המשתמשים נהנים מכלי יעיל המסוגל לזיהוי מהיר ומדויק של HIV-1, ניתוח עמידות לתרופות, הרכבת גנום, זיהוי מוטציות ומעקב אבולוציוני.
התהליך יעיל מאוד עם DNBSEQ-E25 לעיבוד עד 16 דגימות מ-RNA לדיווח תוך 28.5 שעות עם ה-, בעוד ש-DNBSEQ-G99 יכול להתמודד עם עד 120 דגימות תוך 24 שעות בלבד.
לפרטים נוספים על פרויקט מחקר פורץ דרך זה של HIV, בדוק את הסרטון המעמיק הזה שנוצר בשיתוף פעולה עם מדיה מותאמת אישית לחקר הטבע.
