Genômica em saúde pública - Public health genomics

Genômica em saúde pública é o uso de informações genômicas para beneficiar a saúde pública . Isso é visualizado como cuidados preventivos mais eficazes e tratamentos de doenças com melhor especificidade , ajustados à composição genética de cada paciente. De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (EUA), a genômica da Saúde Pública é um campo emergente de estudo que avalia o impacto dos genes e sua interação com o comportamento, a dieta e o meio ambiente na saúde da população.

Este campo da genômica em saúde pública tem menos de uma década. Uma série de think tanks, universidades e governos (incluindo os EUA, Reino Unido e Austrália) iniciaram projetos de genômica em saúde pública. A pesquisa sobre o genoma humano está gerando novos conhecimentos que estão mudando programas e políticas de saúde pública. Os avanços nas ciências genômicas estão cada vez mais sendo usados ​​para melhorar a saúde, prevenir doenças, educar e treinar a força de trabalho da saúde pública, outros provedores de saúde e cidadãos.

Políticas públicas

A política pública protegeu as pessoas contra a discriminação genética , definida no Dicionário Médico Ciclopédico de Taber (2001) como tratamento desigual de pessoas com anomalias genéticas conhecidas ou propensão hereditária para doenças; a discriminação genética pode ter um efeito negativo sobre a empregabilidade, segurabilidade e outras variáveis ​​socioeconômicas. As políticas públicas dos EUA que protegem indivíduos e grupos de pessoas contra a discriminação genética incluem a Lei dos Americanos com Deficiências de 1990 , a Ordem Executiva 13145 (2000) que proíbe a discriminação genética no local de trabalho para funcionários federais e a Lei de Não Discriminação de Informações Genéticas de 2008 .

As principais preocupações do público em relação às informações genômicas são a confidencialidade, o uso indevido de informações por planos de saúde, empregadores e médicos e o direito de acesso às informações genéticas . Também existem preocupações sobre a implantação equitativa da genômica em saúde pública, e é necessária atenção para garantir que a implementação da medicina genômica não fortaleça ainda mais as preocupações com a equidade social.

Preocupações éticas

Uma das muitas facetas envolvidas na genômica em saúde pública é a bioética . Isso foi destacado em um estudo em 2005 da Cogent Research, que descobriu que quando os cidadãos americanos foram questionados sobre o que eles achavam que era a maior desvantagem no uso de informações genéticas, eles listaram o "uso indevido de informação / invasão de privacidade" como o problema mais importante. Em 2003, o Nuffield Council on Bioethics publicou um relatório, Pharmacogenetics: Ethical Issues . Os autores do documento exploram quatro grandes categorias de questões éticas e políticas relacionadas à farmacogenética : informação, recurso, equidade e controle. Na introdução ao relatório, os autores afirmam claramente que o desenvolvimento e a aplicação da farmacogenética dependem de pesquisas científicas , mas que a política e a administração devem fornecer incentivos e restrições para garantir o uso mais produtivo e justo dessa tecnologia. Envolver o público na supervisão ética e em outras formas pode melhorar a confiança do público na genômica da saúde pública, bem como na aceitabilidade das iniciativas e garantir que o acesso aos benefícios da pesquisa genômica seja equitativo.

Suscetibilidade genética à doença

Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) são bases únicas dentro de uma sequência de gene que difere da sequência de consenso desse gene e estão presentes em um subconjunto da população. Os SNPs podem não ter efeito na expressão do gene ou podem alterar completamente a função de um gene. As alterações resultantes da expressão gênica podem, em alguns casos, resultar em doença ou suscetibilidade à doença (por exemplo, infecção viral ou bacteriana).

Alguns testes atuais para doenças genéticas incluem: fibrose cística , doença de Tay-Sachs , esclerose lateral amiotrófica (ELA), doença de Huntington , colesterol alto , alguns cânceres raros e uma suscetibilidade hereditária ao câncer. Alguns selecionados são explorados abaixo.

Herpesvírus e infecções bacterianas

Uma vez que o campo da genômica leva em consideração todo o genoma de um organismo , e não apenas seus genes individuais, o estudo da infecção viral latente se enquadra nesse reino. Por exemplo, o DNA de um herpesvírus latente se integra ao cromossomo do hospedeiro e se propaga por meio da replicação celular , embora não faça parte do genoma do organismo e não esteja presente no nascimento do indivíduo.

Um exemplo disso é encontrado em um estudo publicado na Nature , que mostrou que camundongos com infecção latente por um herpesvírus eram menos suscetíveis a infecções bacterianas. Camundongos murinos foram infectados com gammaherpesvirus 68 e, em seguida, desafiados com a bactéria Listeria monocytogenes . Os camundongos que tiveram uma infecção latente do vírus tiveram uma resistência aumentada à bactéria, mas aqueles com uma cepa não latente do vírus não tiveram alteração na suscetibilidade à bactéria. O estudo passou a testar ratos com citomegalovírus murino , um membro da subfamília betaherpesvirinae , que forneceu resultados semelhantes. No entanto, a infecção pelo vírus herpes simplex humano tipo 1 (HSV-1), um membro da subfamília alphaherpesvirinae , não proporcionou maior resistência à infecção bacteriana. Eles também usaram Yersinia pestis (o agente causador da Peste Negra ) para desafiar camundongos com uma infecção latente de gammaherpesvirus 68 e descobriram que os camundongos tinham uma resistência aumentada à bactéria. A razão suspeita para isso é que os macrófagos peritoneais no camundongo são ativados após a infecção latente do herpesvírus e, uma vez que os macrófagos desempenham um papel importante na imunidade , isso fornece ao camundongo um sistema imunológico ativo e mais forte no momento da exposição bacteriana. Verificou-se que o herpesvírus latente causou aumento do interferon-gama (IFN-γ) e do fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), citocinas que levam à ativação de macrófagos e resistência à infecção bacteriana.

Influenza e Mycobacterium tuberculosis

As variações dentro do genoma humano podem ser estudadas para determinar a suscetibilidade a doenças infecciosas. O estudo das variações dentro dos genomas microbianos também precisará ser avaliado para usar a genômica de doenças infecciosas na saúde pública. A capacidade de determinar se uma pessoa tem maior suscetibilidade a uma doença infecciosa será valiosa para determinar como tratar a doença se ela estiver presente ou evitar que a pessoa contraia a doença. Várias doenças infecciosas mostraram uma ligação entre genética e suscetibilidade, pois as famílias tendem a ter traços de herdabilidade de uma doença.

Durante o curso das pandemias de influenza anteriores e da atual epizootia de influenza, houve evidências de grupos familiares da doença. Kandun, et al. descobriram que grupos familiares na Indonésia em 2005 resultaram em casos leves, graves e fatais entre os membros da família. As descobertas deste estudo levantam questões sobre predisposições genéticas ou outras e como elas afetam a suscetibilidade de uma pessoa e a gravidade da doença. Pesquisas contínuas serão necessárias para determinar a epidemiologia da infecção pelo H5N1 e se fatores genéticos, comportamentais, imunológicos e ambientais contribuem para o agrupamento de casos.

Os fatores genéticos do hospedeiro desempenham um papel importante na determinação da suscetibilidade diferencial às principais doenças infecciosas em humanos. As doenças infecciosas em humanos parecem altamente poligênicas, com muitos loci implicados, mas apenas uma minoria deles replicados de forma convincente. Com o passar do tempo, os humanos foram expostos a organismos como o Mycobacterium tuberculosis . É possível que o genoma humano tenha evoluído em parte a partir de nossa exposição ao M. tuberculosis . Estudos de modelos animais e telas de genoma completo podem ser usados ​​para identificar regiões potenciais em um gene que sugerem evidências de suscetibilidade à tuberculose. No caso de M. tuberculosis, estudos em modelos animais foram usados ​​para sugerir evidências de um locus que estava correlacionado com a suscetibilidade, outros estudos foram realizados para provar a ligação entre o locus sugerido e a suscetibilidade. Os loci genéticos que foram identificados como associados à suscetibilidade à tuberculose são HLA-DR , INF-γ, SLC11A1 , VDR , MAL / TIRAP e CCL2 . Mais estudos serão necessários para determinar a suscetibilidade genética a outras doenças infecciosas e maneiras que as autoridades de saúde pública podem prevenir e testar essas infecções para aprimorar o conceito de medicina personalizada .

Diabetes tipo 1, imunômica e saúde pública

O termo genômica, referindo-se ao genoma inteiro do organismo, também é usado para se referir à informática de genes, ou a coleta e armazenamento de dados genéticos, incluindo as informações funcionais associadas aos genes, e a análise dos dados como combinações, padrões e redes por algoritmos de computador. A biologia de sistemas e a genômica são parceiros naturais, uma vez que o desenvolvimento de informações e sistemas genômicos naturalmente facilita a análise de questões de biologia de sistemas envolvendo relações entre genes, suas variantes (SNPs) e função biológica. Essas questões incluem a investigação de vias de sinalização , árvores evolucionárias ou redes biológicas , como redes e vias imunológicas . Por esse motivo, a genômica e essas abordagens são particularmente adequadas para estudos em imunologia. O estudo da imunologia usando genômica, bem como proteômica e transcriptômica (incluindo perfis de genes, tanto genômicos quanto perfis de mRNA de genes expressos ), foi denominado imunômica .

A previsão precisa e sensível da doença, ou a detecção durante os estágios iniciais da doença, pode permitir a prevenção ou interrupção do desenvolvimento da doença à medida que os tratamentos de imunoterapia se tornam disponíveis. Os marcadores de diabetes tipo 1 associados à suscetibilidade à doença foram identificados, por exemplo , variantes do gene HLA de classe II, no entanto, a posse de um ou mais desses marcadores genômicos não leva necessariamente à doença. A falta de progressão para doença é provavelmente devido à ausência de gatilhos ambientais , ausência de outros genes de suscetibilidade, presença de genes protetores ou diferenças na expressão temporal ou presença desses fatores. As combinações de marcadores também foram associadas à suscetibilidade ao diabetes tipo 1, porém, novamente, sua presença nem sempre pode prever o desenvolvimento da doença e, inversamente, a doença pode estar presente sem o grupo do marcador. Genes variantes potenciais (SNPs) ou marcadores que estão ligados à doença incluem genes para citocinas, ligantes ligados à membrana , insulina e genes reguladores imunológicos.

As meta-análises foram capazes de identificar genes associados adicionais, reunindo uma série de grandes conjuntos de dados de genes. Este estudo bem-sucedido ilustra a importância de compilar e compartilhar grandes bancos de dados do genoma. A inclusão de dados fenotípicos nesses bancos de dados aumentará a descoberta de genes candidatos, enquanto a adição de dados ambientais e temporais deve ser capaz de avançar no conhecimento das vias de progressão da doença. O HUGENet, iniciado pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (EUA), está realizando a integração desse tipo de informação com os dados do genoma, em formulário disponível para análise. Este projeto pode ser pensado como um exemplo de ' metagenômica ', a análise do genoma de uma comunidade, mas para uma comunidade humana e não microbiana. Este projeto tem como objetivo promover o compartilhamento e colaboração internacional de dados , além de criar um padrão e uma estrutura para a coleta desses dados.

Perda auditiva não sindrômica

Variações dentro do genoma humano estão sendo estudadas para determinar a suscetibilidade a doenças crônicas, bem como doenças infecciosas. De acordo com Aileen Kenneson e Coleen Boyle, cerca de um sexto da população dos Estados Unidos tem algum grau de perda auditiva . Pesquisas recentes ligaram variantes no gene beta 2 da junção de lacuna ( GJB2 ) à perda auditiva neurossensorial pré-lingual não sindrômica . GJB2 é um gene que codifica para a conexina , uma proteína encontrada na cóclea . Os cientistas descobriram mais de 90 variantes neste gene e variações de sequência podem ser responsáveis ​​por até 50% da perda auditiva não sindrômica. Variantes em GJB2 estão sendo usadas para determinar a idade de início , bem como a gravidade da perda auditiva.

É claro que também existem fatores ambientais a serem considerados. Infecções como rubéola e meningite e baixo peso ao nascer e ventilação artificial são fatores de risco conhecidos para perda auditiva, mas talvez saber disso, assim como informações genéticas, ajude na intervenção precoce.

As informações obtidas em pesquisas adicionais sobre o papel das variantes do GJB2 na perda auditiva podem levar à triagem neonatal para elas. Como a intervenção precoce é crucial para prevenir atrasos no desenvolvimento em crianças com perda auditiva, a capacidade de testar a suscetibilidade em crianças pequenas seria benéfica. Saber a informação genética também pode ajudar no tratamento de outras doenças se o paciente já estiver em risco.

São necessários mais testes, especialmente para determinar o papel das variantes do GJB2 e dos fatores ambientais em nível populacional; no entanto, os estudos iniciais mostram-se promissores ao usar informações genéticas junto com a triagem neonatal.

Genômica e saúde

Farmacogenômica

A Organização Mundial de Saúde definiu farmacogenômica como o estudo da variação da sequência de DNA no que se refere a diferentes respostas a medicamentos em indivíduos, ou seja, o uso da genômica para determinar a resposta de um indivíduo. Farmacogenômica se refere ao uso de genotipagem baseada em DNA para direcionar os agentes farmacêuticos a populações específicas de pacientes no desenvolvimento de medicamentos.

As estimativas atuais afirmam que 2 milhões de pacientes hospitalares são afetados por reações adversas a medicamentos a cada ano e os eventos adversos a medicamentos são a quarta principal causa de morte. Essas reações adversas a medicamentos resultam em um custo econômico estimado de US $ 136 bilhões por ano. Polimorfismos (variações genéticas) em indivíduos afetam o metabolismo dos medicamentos e, portanto, a resposta de um indivíduo a um medicamento. Exemplos de maneiras pelas quais a genética pode afetar a resposta de um indivíduo aos medicamentos incluem: transportadores de medicamentos, metabolismo e interações medicamentosas . A farmacogenética pode ser usada em um futuro próximo por profissionais de saúde pública para determinar os melhores candidatos para certos medicamentos, reduzindo assim muitas das conjecturas na prescrição de medicamentos. Essas ações têm o potencial de melhorar a eficácia dos tratamentos e reduzir os eventos adversos a medicamentos.

Nutrição e saúde

A nutrição é muito importante para determinar vários estados de saúde. O campo da nutrigenômica se baseia na ideia de que tudo o que é ingerido no corpo de uma pessoa afeta o genoma do indivíduo. Isso pode ocorrer por meio da regulação positiva ou da regulação negativa da expressão de certos genes ou por uma série de outros métodos. Embora o campo seja bastante jovem, há uma série de empresas que comercializam diretamente para o público e promovem o assunto sob o pretexto de saúde pública. Ainda assim, muitas dessas empresas afirmam beneficiar o consumidor, os testes realizados ou não são aplicáveis ​​ou muitas vezes resultam em recomendações de bom senso. Essas empresas promovem a desconfiança do público em relação a exames médicos futuros que podem testar agentes mais apropriados e aplicáveis.

Um exemplo do papel da nutrição seria a via de metilação envolvendo a metileno tetrahidrofolato redutase (MTHFR). Um indivíduo com SNP pode precisar de suplementação aumentada de vitamina B12 e folato para anular o efeito de um SNP variante. O risco aumentado de defeitos do tubo neural e níveis elevados de homocisteína foram associados ao polimorfismo MTHFR C677T .

Em 2002, pesquisadores da Escola de Saúde Pública Johns Hopkins Bloomberg identificaram o projeto de genes e enzimas no corpo que permitem ao sulforafano , um composto encontrado em brócolis e outros vegetais, prevenir o câncer e remover toxinas das células. A descoberta foi feita usando um “ chip de gene ” , que permite aos pesquisadores monitorar as complexas interações de milhares de proteínas em um genoma inteiro, em vez de um de cada vez. Este estudo foi a primeira análise de perfil de gene de um agente de prevenção do câncer usando essa abordagem. Sabrina Peterson, pesquisadora da Universidade de Minnesota , foi coautora de um estudo com Johanna Lampe do Fred Hutchinson Cancer Research Center , Seattle, em outubro de 2002, que investigou o efeito quimioprotetor de vegetais crucíferos (por exemplo, brócolis, couve de Bruxelas). Os resultados do estudo publicados no The Journal of Nutrition descrevem o metabolismo e os mecanismos de ação dos constituintes vegetais crucíferos, discute os efeitos dos testes dos vegetais crucíferos em humanos nos sistemas de biotransformação e resume as evidências epidemiológicas e experimentais para um efeito dos polimorfismos genéticos (variações genéticas) nestes enzimas em resposta à ingestão de vegetais crucíferos.

Saúde e genômica

O público pergunta continuamente como a obtenção de seu projeto genético os beneficiará e por que eles descobrem que são mais suscetíveis a doenças que não têm cura .

Os pesquisadores descobriram que quase todos os distúrbios e doenças que afetam os humanos refletem a interação entre o meio ambiente e seus genes; no entanto, ainda estamos nos estágios iniciais de compreensão do papel específico que os genes desempenham em distúrbios e doenças comuns. Por exemplo, embora as notícias possam dar uma impressão diferente, a maior parte do câncer não é herdada. Portanto, é provável que o recente aumento nas taxas de câncer em todo o mundo possa ser pelo menos parcialmente atribuído ao aumento no número de compostos sintéticos e tóxicos encontrados em nossa sociedade hoje. Assim, em um futuro próximo, a genômica da saúde pública, e mais especificamente a saúde ambiental, se tornará uma parte importante das futuras questões relacionadas à saúde.

Os benefícios potenciais da descoberta do genoma humano serão focados mais na identificação das causas da doença e menos no tratamento da doença, por meio de: métodos de diagnóstico aprimorados, detecção precoce de uma variação genética predisponente, farmacogenômica e terapia genética .

Para cada indivíduo, a experiência de descobrir e conhecer sua constituição genética será diferente. Para alguns indivíduos, eles terão a garantia de não contrair a doença, em decorrência dos genes familiares, nos quais sua família tem uma forte história e alguns poderão buscar melhores medicamentos ou terapias para uma doença que já possuem. Outros descobrirão que são mais suscetíveis a uma doença que não tem cura. Embora essa informação possa ser dolorosa, ela lhes dará a oportunidade de prevenir ou retardar o início da doença por meio de: maior educação sobre a doença, fazendo mudanças no estilo de vida , encontrando terapias preventivas ou identificando os gatilhos ambientais da doença. À medida que avançamos continuamente no estudo da genética humana, esperamos um dia incorporá-lo à prática cotidiana da saúde. Compreender o próprio projeto genético pode capacitar-se a assumir um papel ativo na promoção de sua própria saúde.

A genômica e a compreensão da suscetibilidade a doenças podem ajudar a validar a ferramenta de história familiar para uso por profissionais e pelo público. O IOM está validando a ferramenta de história da família para seis doenças crônicas comuns (mama, ovário, câncer colorretal, diabetes, doenças cardíacas, derrame) (IOM Initiative). A validação de ferramentas econômicas pode ajudar a restaurar a importância das práticas médicas básicas (por exemplo, histórico familiar) em comparação com as investigações intensivas em tecnologia.

A face genômica das respostas imunológicas

Um conjunto crítico de fenômenos que unem vários aspectos das intervenções de saúde, como rastreamento de sensibilidade a drogas, rastreamento de câncer ou susceptibilidade autoimune, prevalência de doenças infecciosas e aplicação de terapias farmacológicas ou nutricionais, é a biologia de sistemas da resposta imune. Por exemplo, a epidemia de influenza de 1918, bem como os casos recentes de fatalidade humana devido ao H5N1 (gripe aviária), ambos ilustram a seqüência potencialmente perigosa de respostas imunológicas a esse vírus. Também bem documentado é o único caso de "imunidade" espontânea ao HIV em humanos, que se mostrou devido a uma mutação em uma proteína de superfície nas células T CD4, os alvos primários do HIV. O sistema imunológico é verdadeiramente um sistema sentinela do corpo, com o resultado de que saúde e doença são cuidadosamente equilibradas pela resposta modulada de cada uma de suas várias partes, que então também agem em conjunto como um todo. Especialmente nas economias industrializadas e em rápido desenvolvimento, a alta taxa de doenças respiratórias alérgicas e reativas, doenças autoimunes e cânceres também estão em parte ligados a respostas imunológicas aberrantes que são desencadeadas quando os genomas das comunidades encontram ambientes que mudam rapidamente. As causas das respostas imunológicas perturbadas percorrem toda a gama de interações genoma-ambiente devido à dieta, suplementos, exposição ao sol, exposições no local de trabalho, etc. A genômica da saúde pública como um todo irá absolutamente exigir um entendimento rigoroso da face mutante das respostas imunológicas.

Triagem neonatal

A experiência da triagem neonatal serve como introdução à genômica da saúde pública para muitas pessoas. Se eles não realizaram o teste genético pré-natal, fazer com que seu novo bebê seja submetido a uma punção no calcanhar para coletar uma pequena quantidade de sangue pode ser a primeira vez que um indivíduo ou casal encontra o teste genético. A triagem genética neonatal é uma área promissora na genômica da saúde pública que parece destinada a capitalizar a meta de saúde pública de prevenção de doenças como forma primária de tratamento.

A maioria das doenças testadas são extremamente raras, desordens de um único gene, que costumam ser condições autossômicas recessivas e não são prontamente identificáveis ​​em neonatos sem esses tipos de testes. Portanto, muitas vezes o médico assistente nunca viu um paciente com a doença ou condição e, portanto, um encaminhamento imediato para uma clínica especializada é necessário para a família.

A maioria das condições identificadas na triagem neonatal são distúrbios metabólicos que envolvem i) a falta de uma enzima ou a capacidade de metabolizar (ou quebrar) um componente específico da dieta, como fenilcetonúria, ii) anormalidade de algum componente do sangue, especialmente o proteína hemoglobina , ou iii) alteração de algum componente do sistema endócrino , principalmente da glândula tireóide . Muitos desses distúrbios, uma vez identificados, podem ser tratados antes que os sintomas mais graves, como retardo mental ou crescimento atrofiado, se instalem.

A triagem genética neonatal é uma área de grande crescimento. No início dos anos 1960, o único teste era para fenilcetonúria . Em 2000, cerca de dois terços dos estados dos Estados Unidos fizeram a triagem de 10 ou menos doenças genéticas em recém-nascidos. Notavelmente, em 2007, 95% dos estados nos EUA fazem a triagem de mais de 30 doenças genéticas diferentes em recém-nascidos. Especialmente porque os custos caíram, a triagem genética neonatal oferece "um excelente retorno sobre o gasto de dólares em saúde pública".

Como os riscos e benefícios do sequenciamento genômico para recém-nascidos ainda não são totalmente compreendidos, o Projeto BabySeq, liderado por Robert C. Green do Brigham and Women's Hospital e Alan H. Beggs do Boston Children's Hospital (BCH), tem reunido pesquisas críticas sobre recém-nascidos sequenciamento desde 2015 como parte do Newborn Sequencing In Genomic medicine and public HealTh consortium (NSIGHT), que recebeu um subsídio de cinco anos de $ 25 milhões do Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano (NICHD) e do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NHGRI).

Compreender as práticas de cura tradicionais

A genômica ajudará a desenvolver uma compreensão das práticas que evoluíram ao longo dos séculos em civilizações antigas e que foram fortalecidas por observações (apresentações de fenótipos) de geração em geração, mas carecem de documentação e evidências científicas. Os curandeiros tradicionais associavam tipos de corpo específicos com resistência ou suscetibilidade a doenças específicas em condições específicas. A validação e padronização desses conhecimentos / práticas ainda não foram feitas pela ciência moderna. A genômica, ao associar genótipos aos fenótipos nos quais essas práticas foram baseadas, poderia fornecer ferramentas essenciais para o avanço da compreensão científica de algumas dessas práticas tradicionais de cura.

Veja também

Referências

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  29. ^ Sun, DZ; et al. (28 de agosto de 2007). "Síndrome de diferenciação na medicina tradicional chinesa e expressão da proteína do gene E-caderina / ICAM-1 no carcinoma gástrico" . World Journal of Gastroenterology . 13 (32): 4321–4327. doi : 10.3748 / wjg.v13.i32.4321 . PMC  4250857 . PMID  17708604 .

Bibliografia

Leitura adicional

links externos

  • Governo dos EUA - Página inicial de legislação e privacidade de genética [2]
  • Centro de recursos genômicos da Organização Mundial da Saúde [3]