Instituto de Genómica Icahn

El Instituto de Genómica Icahn es un instituto de investigación biomédica y genómica dentro de la Escuela de Medicina Icahn en el Monte Sinaí en la ciudad de Nueva York . Su objetivo es establecer una nueva generación de medicamentos que puedan tratar mejor las enfermedades que afectan al mundo, incluido el cáncer, las enfermedades cardíacas y los patógenos infecciosos. Para ello, los médicos y científicos del instituto están desarrollando y empleando nuevos tipos de tratamientos que utilizan terapias basadas en ADN y ARN, como CRISPR , ARNi , vacunas de ARN y células CAR T , y buscando nuevos objetivos farmacológicos mediante el uso de genómica funcional y ciencia de datos. El instituto está dirigido por Brian Brown, un destacado experto en terapia génica, ingeniería genética e inmunología molecular. ^[1]

El objetivo principal del instituto es mejorar la atención al paciente mediante el uso de terapias genéticas, celulares y de nucleótidos. Para lograr este objetivo, el instituto está formado por una mezcla interdisciplinaria de médicos y científicos que incluyen médicos que tratan a pacientes con nuevas terapias genéticas en el Mount Sinai Health System , biólogos que desarrollan y prueban nuevos medicamentos y plataformas farmacológicas, y científicos de datos que trabajan para identificar agentes causales de enfermedades que pueden ser objeto de terapia mediante la construcción de modelos predictivos que caracterizan mejor la enfermedad. Estos modelos se construyen con múltiples capas de datos biológicos, incluida la expresión genética, metabolitos, ADN e información proteica, y se combinan con datos fenotípicos y clínicos, modelos predictivos y análisis probabilísticos para tratar de dilucidar los complejos mecanismos de la enfermedad. ^[1]

La investigación en el instituto se divide en seis áreas: ^[1]

• Terapéutica de ARN y nanomedicamentos
• Gen, CRISPR e ingeniería celular
• Asma y alergias
• Terapéutica viral y microbiana
• Terapia génica y celular contra el cáncer
• Descubrimiento de objetivos terapéuticos

En 2012, los científicos del instituto publicaron un artículo en Nature Genetics ^{en el que demostraban la capacidad de obtener suficiente información de fuentes distintas del ADN para identificar a individuos cuyos datos biológicos supuestamente anónimos se almacenan en grandes bases de datos de investigación. [2]} Los autores informaron que la medición de los niveles de ARN en el tejido les permitió inferir un código de barras genético que podría utilizarse para hacer coincidir otros materiales con ese mismo individuo. Esto fue digno de mención como validación de las preocupaciones existentes entre los científicos genómicos de que tal vez no sea posible evitar la identificación de un individuo a partir de datos genéticos incluso cuando se supone que esos datos son anónimos.

En un artículo de PLoS Biology , el director fundador del instituto, Eric Schadt, dirigió un equipo de investigación que utilizó seis tipos diferentes de datos (concentración de metabolitos, expresión genética, variación de ADN, unión ADN-proteína, interacción proteína-metabolito e interacción proteína-proteína) para reconstruir redes involucradas en la regulación celular. ^[3]

En 2013, los científicos del instituto publicaron un artículo en la revista Cell en el que informaban de los resultados de un estudio basado en redes sobre la enfermedad de Alzheimer de aparición tardía. Los investigadores construyeron redes reguladoras de genes y descubrieron una estructura neuronal implicada en una vía asociada con la aparición de la enfermedad. ^[4]

En enero de 2014, científicos de la División de Genómica Psiquiátrica del instituto, incluida Pamela Sklar, publicaron dos artículos en la revista Nature que exploraban la complejidad genética de la esquizofrenia. ^{[5] [6]} Los estudios de secuenciación del exoma de poblaciones de Bulgaria y Suecia revelaron que el trastorno probablemente es causado por muchas mutaciones genéticas raras en lugar de unas pocas mutaciones comunes. ^{[7] [8]} Los proyectos también establecieron la base de datos más grande del mundo sobre esquizofrenia.

En mayo de 2014, los profesores del instituto publicaron los resultados de una prueba de concepto para respaldar el desarrollo clínico de la terapia de interferencia de ARN para la porfiria hepática aguda , lo que condujo al desarrollo de givosiran como la primera terapia para la porfiria hepática aguda, aprobada por la FDA en 2019. ^{[9] [10]} Los investigadores y médicos del instituto también dirigieron los ensayos clínicos de fase 3 para givosiran. ^[11]

El director del instituto, Brian Brown, desarrolló una nueva tecnología de imágenes CRISPR llamada Perturb-map capaz de identificar reguladores en microambientes tumorales. ^{[12] [13] [14]} Los hallazgos se publicaron en Cell en 2022. ^[15] Perturb-map se utilizó en este estudio para identificar la citocina interferón gamma, IFNg , y el receptor del factor de crecimiento tumoral beta , TGFbR, como reguladores de dos vías que afectan significativamente el crecimiento, la arquitectura y el reclutamiento de células inmunes del tumor. ^{[16] [17] [18]}

Samir Parekh, miembro de la facultad del instituto, publicó los resultados de un ensayo clínico en Blood Advances (2022) centrado en tratamientos de segunda línea para pacientes con mieloma múltiple en recaída . ^[19] El estudio informó una tasa de respuesta de más del 80 % en pacientes tratados con terapia de redirección de células T con células T con receptor de antígeno quimérico (CAR) y anticuerpos biespecíficos (BiAbs) como tratamiento de segunda línea después de que un tratamiento de inmunoterapia de primera línea hubiera fallado. ^{[20] [21]}

También en 2022, la investigación de Brian Brown publicó los resultados de un estudio dirigido a tumores sólidos con terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR), que anteriormente solo había tenido éxito en cánceres de sangre. ^[22] Los investigadores diseñaron células T CAR para atacar y destruir macrófagos, una célula inmunitaria que apoya el crecimiento tumoral, en tumores de ovario, pulmón y páncreas en modelos de ratones, lo que redujo con éxito los tumores y prolongó la supervivencia. ^{[23] [24]}

El equipo de investigación del miembro de la facultad del instituto Ivan Marazzi publicó un artículo en Nature en 2022 en el que se identificaba el papel del sistema inmunológico en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). El estudio encontró disfunción del sistema inmunológico en pacientes y ratones con ELA, y mostró una alta concentración de células T CD8 en la médula espinal y la sangre. El estudio fue una de las primeras publicaciones en describir la participación del sistema inmunológico en la neurodegeneración. ^{[25] [26]}

El instituto se formó en 2011 como el Instituto de Genómica y Biología Multiescala, como parte del Departamento de Genética y Ciencias Genómicas del Monte Sinaí. Eric Schadt fue nombrado director fundador. ^[27] El instituto cambió de nombre en 2012 cuando el filántropo Carl Icahn prometió 200 millones de dólares a su organización matriz, la Escuela de Medicina Icahn del Monte Sinaí . ^[28]

En 2012, el instituto recibió la certificación como el primer laboratorio de secuenciación de próxima generación aprobado por CLIA en la ciudad de Nueva York. ^{[29] [30]}

Los profesores del instituto Andrew Kasarskis , Michael Linderman, George Diaz, Ali Bashir y Randi Zinberg impartieron la primera clase en la que los estudiantes de medicina del Monte Sinaí pudieron secuenciar y analizar completamente sus propios genomas. ^{[31] [32]}

El ex miembro del instituto Joel Dudley fue nombrado una de las 100 personas más creativas en los negocios en una lista de 2014 compilada por Fast Company. ^[33] La revista dijo que eligió a Dudley "por combinar información con atención médica de calidad".

En 2014, el instituto, en colaboración con Sage Bionetworks, anunció un nuevo proyecto que apuntaba a genotipar hasta 1 millón de personas con el objetivo de identificar los mecanismos biológicos raros que mantienen a las personas sanas cuando tienen variantes genéticas que deberían causar enfermedades. ^{[34] [35]} El Proyecto Resiliencia tenía como objetivo escanear los genomas de personas sanas de 30 años o más que contribuyeran con su ADN al esfuerzo con un enfoque inicial en 127 enfermedades. Los científicos anticiparon que encontrar mecanismos de protección para enfermedades mendelianas sería más sencillo que encontrar aquellos para enfermedades complejas o multifactoriales. ^{[36] [37]} Basándose en un análisis de datos públicamente disponibles de 600.000 genomas humanos, los científicos involucrados en el Proyecto Resiliencia estimaron que una persona de cada 15.000 tiene un mecanismo de protección contra variantes genéticas causantes de enfermedades. ^[38]

En 2022, los profesores del instituto Pei Wang y Avi Ma'ayan establecieron un Centro de Análisis de Datos Proteogenómicos financiado por el Instituto Nacional del Cáncer . Los objetivos del centro incluían la identificación de biomarcadores y dianas farmacológicas para el cáncer y el desarrollo de herramientas computacionales para el descubrimiento de fármacos. ^{[39] [40]}