Primers resultats publicats del projecte GCAT

El Dr. Rafael de Cid es va incorporar a l'institut el 2012 com a Director científic del projecte GCAT. Des d'aleshores, el projecte s'ha establert amb èxit i ara comença a publicar els primers resultats derivats de la recerca. Hi hem parlat sobre els sis articles que ja s'han publicat aquest any i dels projectes en cartera.

Han estat quatre anys per establir GCAT, podem dir que aquesta fase ja s'ha completat?

Rafael de Cid: Sí. La fase d'establiment ha estat complicada, però construir qualsevol cosa del no res sempre ho és. Hem tingut el privilegi de comptar amb les aportacions del director, Manuel Perucho, Víctor Moreno i altres investigadors amb molta experiència en aquest sentit en les fases inicials, i continuem treballant amb ells en nous desenvolupaments. El nostre equip ha treballar estretament amb el Banc de Sang i Teixits per reclutar els 20.000 voluntaris, les seves mostres de sang, dades físiques i per completar els qüestionaris detallats sobre família, història clínica familiar, dieta, exercici, exposició al sol i altres factors ambientals; també en el processament i emmagatzematge de les mostres. Aquesta fase la vam completar a principis d'any i ara hem completat l'anàlisi de 5.000 genomes. Mentrestant, es publiquen els primers estudis que han utilitzat dades de GCAT o alguna de les nostres tècniques analítiques.

Teniu tota la informació que necessiteu dels participants?

RdC: No, perquè la nostra és una cohort prospectiva. Això significa que en tenim les primeres mostres i que seguirem els participants en el temps, inicialment durant 20 anys, per veure els canvis en la seva salut i en els factors externs. És aquesta base de dades en creixement constant que ens permetrà apuntar els factors de risc majoritaris de les malalties cròniques més comuns com la diabetis, alguns càncers, malalties cardiovasculars i neurodegeneratives entre altres. Alguns d'aquests factors els trobarem als gens, altres a l'ambient, però la gran qüestió serà veure com i quant afecten al risc de desenvolupar certes malalties.

És possible que aquesta cohort es pugui unir a altres arreu del món?

RdC: Des del principi hem establert GCAT i processat les mostres d'acord amb els estàndards internacionals. És a dir que les nostres dades es poden agrupar amb dades d'altres països o utilitzar-les per comparar els riscos de certes malalties en diferents poblacions. Per exemple, en aquest sentit ja s'havien fet estudis per part d'investigadors al nostre institut fa uns anys que van trobar com la població japonesa i la caucàsica tenien diferents susceptibilitats al càncer de pulmó. Hi ha molts estudis internacionals que necessiten un gran nombre de mostres de diferents àrees i, com a part de diverses xarxes internacionals, participarem en molts d'aquests projectes.

I ja s'han publicat cinc articles aquest any entorn del GCAT.

RdC: Ara comencem a veure els resultats de la recerca que s'ha estat duent a terme aquests últims anys amb dades del GCAT. Al primer article publicat el gener al British Medical Journal (BMJ Open) vam definir la cohort i ens vam presentar a la comunitat internacional de recerca. Després d'això hem començat a publicar els resultats dels nostres propis estudis. Utilitzant les dades que tenim sobre mida i forma del cos, pell, ulls i color dels cabells, etc. dels nostres participants, hem publicat un altre article al British Medical Journal, sobre els múltiples factors genètics que hi ha darrera d'aquests trets. L'herència d'aquestes característiques és complexa i depèn de molts gens, els nostres resultats mostren com agrupacions de dades de grans poblacions es poden analitzar per identificar i quantificar el pes dels múltiples factors responsables d'aquests trets físics. Després ho hem estudiat més a fons mitjançant metaanàlisi, és a dir, comprovant els resultats trobats a les nostres dades amb les d'un grup de 336.000 mostres del banc de sang al Regne Unit, que ens ha permès confirmar les nostres conclusions.

Aleshores, algú altre també podria utilitzar les dades del GCAT per a dur a terme aquest metaanàlisi en els seus projectes?

RdC: Exacte, de la mateixa manera que nosaltres ho hem fet comparant-ho amb les dades del Biobank al Regne Unit, altres investigadors poden utilitzar dades i mostres del GCAT per validar els seus estudis. Aquest és un altre servei que pot proporcionar la cohort GCAT.

Més enllà de les característiques físiques, doncs, l'anàlisi múltiple del genoma es pot utilitzar per estudiar múltiples factors darrera de les malalties?

RdC: Aquest és l'objectiu principal. Nosaltres i altres grups que col·laboren amb GCAT estem desenvolupant eines d'anàlisi de dades contínuament per poder extreure aquesta informació. Com més sofisticades siguin les eines, obtindrem millors resultats, i tot just estem començant a explorar aquestes dades.

També heu publicat un article sobre càncer de pulmó, és amb dades de la cohort?

RdC: El nostre grup no té prou pacients de càncer, la majoria dels nostres voluntaris són sans i en seguirem a mesura que puguin desenvolupar malalties. En aquest cas, mentre establíem la col·lecció de mostres vam utilitzar estadístiques i l'expertesa en anàlisi d'imputació del nostre equip per analitzar les dades d'un grup de recerca en càncer, en el context de l'institut. Només amb l'anàlisi de 155 pacients vam descobrir un gen que es pot utilitzar per predir les respostes de cèl·lules petites de pacients amb càncer de pulmó per quimioteràpia de primera línia. De nou, això ho vam comprovar amb dades de grups d'altres pacients amb càncer, i ho vam confirmar. Els resultats s'han publicat a Cancer Treatment and Research Communications.

Per tant, la cohort GCAT i la vostra expertesa es pot aplicar a l'estudi de tot tipus de malalties.

RdC: Aquesta és la gran vàlua d'aquesta col·lecció de mostres i totes les dades que hi estan associades, es pot utilitzar per l'estudi de múltiples malalties i múltiples aspectes de la salut de les persones. Igualment, les capacitats tècniques de l'equip es poden aplicar en moltes àrees. Per exemple, estem treballant amb grups de l'Institut de Recerca de la Sida (IrsiCaixa), també al Campus Can Ruti. En un estudi, publicat a Antiviral Research, hem col·laborat en l'anàlisi genètica per identificar un marcador per al mal pronòstic de les infeccions amb el virus de l'hepatitis C (HPC) en pacients amb infecció de VIH. El mateix marcador és també una possible diana per a fàrmacs per impulsar el sistema immunitari i lluitar millor contra la infecció. Com aquest, tenim altres estudis en marxa amb l'IrsiCaixa, és una línia molt productiva de recerca.

El projecte GCAT busca trobar els factors causants de les malalties cròniques comuns en una població en envelliment, però el vostre darrer a Scientific Reports estudia la connexió entre les malalties cròniques i el seu efecte en l'esperança de vida. Per què és important?

RdC: És una qüestió clau de salut pública; la majoria de la població gran té més d'una malaltia crònica i poden acumular més problemes amb el temps. Encara no coneixem com aquestes malalties afecten les unes a les altres, però sí que sabem que en combinació són difícils de tractar i redueixen la qualitat de vida. En aquest sentit, hem contribuït a un estudi analític, aquest cop amb l'ús d'històries clíniques digitalitzades que mostraven les connexions entre malalties. Hem trobat, per exemple, que hi ha una connexió entre el metabolisme dels greixos, el càncer de pit, la neuropatia diabètica i l'anèmia nutricional. L'estudi s'ha dut a terme entre l'IDIBELL i l'IDIAP Jordi Gol. Això només és el principi, hi ha molta feina a fer en aquesta àrea.

El projecte GCAT ha agafat velocitat de creuer.

RdC: S'ha establert i navega a bon ritme. Per ara tenim molts nous projectes en marxa i molts d'altres en cartera. Estem estudiant l'obesitat, l'ictus i el càncer hereditari, entre altres patologies, i també estem treballant en un mètode per a reconèixer membres d'una mateixa família en grups de mostres, per evitar resultats esbiaixats. Tenim col·laboracions amb l'Institut Català d'Oncologia (ICO), Eurecat, l'Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB) a la Universitat Autònoma de Barcelona, la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), l'ISGlobal, el Barcelona Supercomputing Centre i altres institucions dins i fora del Campus Can Ruti. L'equip està preparat i ha acumular considerable experiència i expertesa en l'anàlisi complex de grans bases de dades. Per seguir la metàfora, aviat navegarem a alta velocitat i a nivell internacional.

Articles de referència

GCAT'Genomes for life: a prospective cohort study of the genomes of Catalonia. Obón-Santacana M, Vilardell M, Carreras A,et al. GCAT'Genomes for life: a prospective cohort study of the genomes of Catalonia. BMJ Open2018;8:e018324. doi:10.1136/bmjopen-2017-018324

Multitrait genome association analysis identifies new susceptibility genes for human anthropometric variation in the GCAT cohort.  Galván-Femenía I, Obón-Santacana M, Piñeyro D, et al. Journal of Medical Genetics Published Online First: 30 August 2018. doi: 10.1136/jmedgenet-2018-105437

Genomic profiling in advanced stage non-small-cell lung cancer patients with platinum-based chemotherapy identifies germline variants with prognostic value in SMYD2  Galván-Femenía I, Guindo M, Duran X, Calabuig-Fariñas S, Mercader JM, Ramirez JL, Rosell R7, Torrents D, Carreras A, Kohno T, Jantus-Lewintre E, Camps C, Perucho M, Sumoy L, Yokota J, de Cid R.  Cancer Treatment and Research Communications, Volume 15, 2018, Pages 21-31

ADAR1 affects HCV infection by modulating innate immune response. Antiviral Research.Pujantell M, Franco S, Galván-Femenía I, Badia R, Castellví M, Garcia-Vidal E, Clotet B, de Cid R, Tural C, Martínez MA, Riveira-Muñoz E, Esté JA, Ballana E. Antiviral Research, Volume 156, August 2018, Pages 116-127.

Disease networks identify specific conditions and pleiotropy influencing multimorbidity in the general population. Amell A1, Roso-Llorach A2,3, Palomero L4, Cuadras D5, Galván-Femenía I6, Serra-Musach J4, Comellas F1, de Cid R7, Pujana MA8, Violán C9,10. Sci Rep. 2018 Oct 29;8(1):15970. doi: 10.1038/s41598-018-34361-3.

Pipeline design to identify key features and classify the chemotherapy response on lung cancer patients using large-scale genetic data  María Gabriela Valdés, , Iván Galván-Femenía,  Vicent Ribas Ripoll, Xavier Duran, Jun Yokota, Ricard Gavaldà, Xavier Rafael-Palou and Rafael de Cid BMC Systems Biology 2018, 12 (suppl):97  https://doi.org/10.1186/s12918-018-0615-5