PIONEIROS DO SEQUENCIAMENTO DE DNA GANHAM O PRÊMIO MILLENNIUM TECHNOLOGY PRIZE

• O professor Shankar Balasubramanian e o professor David Klenerman receberam o Millennium Technology Prize pelo desenvolvimento de técnicas revolucionárias de sequenciamento de DNA.
• A tecnologia NGS (Next Generation Sequencing – Sequenciamento da Próxima Geração) da dupla britânica significa que o DNA pode agora ser lido de forma super-rápida.
• Isso se traduz em enormes benefícios para a sociedade, desde ajudar na luta contra doenças letais, como covid-19 e câncer, até um melhor entendimento das doenças na agricultura e o aumento da produção de alimentos.
• O presidente da República da Finlândia, Sauli Niinistö, patrono do Prêmio, entregou o prêmio durante uma cerimônia virtual no dia 18 de maio de 2021.

Os químicos da Universidade de Cambridge, Shankar Balasubramanian e David Klenerman, foram anunciados hoje como os vencedores do Millennium Technology Prize 2020, um dos prêmios de ciência e tecnologia mais prestigiados do mundo, concedido pela Academia de Tecnologia da Finlândia (TAF).

O prêmio global, concedido a cada dois anos desde 2004 para destacar o amplo impacto da ciência e da inovação no bem-estar da sociedade, tem o valor de 1 milhão de euros. O anúncio de hoje do prêmio de 2020 foi adiado em razão da pandemia de covid-19.

Os professores Balasubramanian e Klenerman coinventaram a Solexa-Illumina Next Generation DNA Sequencing (NGS), tecnologia que melhorou nossa compreensão básica da vida, convertendo a biociência em “big science”, ao proporcionar um processo rápido, preciso, de baixo custo e em larga escala para o sequenciamento genético – o processo de determinação da sequência completa do DNA da composição de um organismo. Juntos, eles fundaram a empresa Solexa para tornar a tecnologia disponível para o mundo de forma mais ampla.

A tecnologia teve – e continua tendo – um enorme impacto transformador nos campos da genômica, medicina e biologia. Para avaliarmos a escala da mudança, podemos mencionar que, em termos de velocidade e custo, a tecnologia é um milhão de vezes superior quando comparada com o primeiro sequenciamento do genoma humano. Em 2000, o sequenciamento de um genoma humano levou mais de 10 anos e custou mais de 1 bilhão de dólares. Atualmente, o genoma humano pode ser sequenciado em um dia a um custo de mil dólares, ou seja, uma escala de mais de um milhão de genomas humanos a cada ano, graças à tecnologia coinventada pelos professores Balasubramanian e Klenerman. Isso significa que podemos entender as doenças muito melhor e muito mais rapidamente.

Como funciona

O método NGS envolve a fragmentação de uma amostra de DNA em vários pedaços pequenos, que são imobilizados na superfície de um chip e ampliados localmente. Cada fragmento é então descodificado no chip, base por base, usando nucleotídeos coloridos com fluorescência aos quais é adicionada uma enzima. Ao detectar os nucleotídeos codificados por cores incorporados em cada posição do chip com um detector de fluorescência – e repetindo esse ciclo centenas de vezes – é possível determinar a sequência de DNA de cada fragmento.

Os dados coletados são então analisados por meio de um sofisticado software para montar a sequência completa do DNA a partir da sequência de todos esses fragmentos. A capacidade do método NGS de sequenciar bilhões de fragmentos paralelamente torna a técnica rápida, precisa e com ótimo custo-benefício. A invenção do NGS constituiu uma abordagem completamente revolucionária e inovadora para a compreensão do código genético em todos os organismos vivos.

Contribuição para a luta global contra a covid-19

O NGS proporciona uma forma eficaz para estudar e identificar novas cepas do coronavírus e outros patógenos. Com o surgimento da pandemia, a tecnologia está sendo agora utilizada para rastrear e explorar as mutações do novo coronavírus, que é uma preocupação global crescente. Esse trabalho tem ajudado na criação de várias vacinas, que estão sendo agora administradas em todo o mundo, e é fundamental para a criação de novas vacinas contra novas cepas virais perigosas. Os resultados serão também utilizados para prevenir futuras pandemias.

A tecnologia permite também que cientistas e pesquisadores identifiquem fatores subjacentes em pessoas que contribuem para sua resposta imunológica à covid-19. Essa informação é essencial para desvendar o motivo pelo qual a reação de algumas pessoas ao vírus é muito pior do que de outras. Os resultados desses estudos serão inestimáveis para entender como minimizar a possibilidade de as pessoas desenvolverem respostas inflamatórias exacerbadas, o que é atualmente vista como responsável por alguns dos sintomas da covid-19.

Impacto na ampliação do tratamento médico e no diagnóstico

A tecnologia NGS revolucionou a investigação biológica e biomédica global e permitiu o desenvolvimento de uma ampla gama de tecnologias, aplicações e inovações relacionadas. Devido à sua eficiência, o NGS tem sido amplamente adotado no tratamento e no diagnóstico do câncer e de doenças raras, entre outros, na infectologia e em testes pré-natais não invasivos baseados no sequenciamento.

É cada vez mais utilizado para definir os genes de risco genético nos pacientes com doenças raras e é atualmente usado para definir novos alvos farmacológicos para novas terapias para doenças comuns em grupos definidos de pacientes. O NGS também contribuiu para a criação de novas e potentes terapias biológicas, como terapias com anticorpos e genéticas.

Na área da oncologia, o NGS está se tornando o método de análise padrão para a definição de um tratamento terapêutico personalizado. A tecnologia melhorou drasticamente nossa compreensão básica da base genética de muitos tipos de câncer e é agora frequentemente utilizada tanto para testes clínicos de detecção precoce quanto para o diagnóstico, a partir de tumores e de amostras de sangue de pacientes.

Impacto na biologia

Além das aplicações médicas, o NGS também tem tido um grande impacto em toda a biologia, pois permite a identificação clara de milhares de organismos em quase todos os tipos de amostra. É agora extremamente importante para estudos nas áreas da agricultura, ecologia e biodiversidade.

A professora da Academia de Tecnologia, Päivi Törmä, e presidente da Comissão de Seleção do Millennium Technology Prize, declarou:

“O potencial futuro do NGS é enorme e a exploração da tecnologia está ainda dando os primeiros passos. A tecnologia será um elemento crucial na promoção do desenvolvimento sustentável através da personalização da medicina, da compreensão e da luta contra doenças letais e, consequentemente, da melhoria da qualidade de vida. O professor Balasubramanian e o professor Klenerman são dignos vencedores do prêmio.”

É a primeira vez que o Prêmio é concedido a mais de um vencedor pela mesma inovação, celebrando o significado da colaboração.

A professora Marja Makarow, presidente da Academia de Tecnologia da Finlândia, declarou:

“A colaboração é essencial para garantir uma mudança positiva para o futuro. O NGS é o exemplo perfeito do que pode ser alcançado através do trabalho em equipe e da colaboração entre pessoas de diferentes formações com vistas à solução de um problema.

“A tecnologia pioneira do professor Balasubramanian e do professor Klenerman também desempenhou um papel fundamental na descoberta da sequência do coronavírus, o que, por sua vez, permitiu a criação das vacinas – por si só, um triunfo da colaboração transfronteiriça – e ajudou a identificar novas variantes da covid-19.”

Em uma declaração conjunta, o professor Shankar Balasubramanian e o professor David Klenerman disseram:

“Estamos muito satisfeitos e honrados por sermos o 10º vencedor do Millennium Technology Prize. É a primeira vez que recebemos um prêmio internacional que reconhece nossa contribuição para o desenvolvimento da tecnologia. Isso, no entanto, não é apenas para nós, é para toda a equipe, que desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da tecnologia, e para todos aqueles que nos inspiraram ao longo da nossa jornada.”

Dos nove vencedores anteriores do Millennium Technology Prize, três foram posteriormente agraciados com um Prêmio Nobel.

Amanhã (19 de maio de 2021), os professores Balasubramanian e Klenerman irão ministrar a Palestra do Millennium Technology Prize, quando falarão sobre sua inovação, às 16h30 (EEST), no Millennium Innovation Forum. É possível acessar a palestra aqui.

Notas aos editores:

1. Cronologia do desenvolvimento do Next Generation Sequencing (NGS):

1994: Os professores Shankar Balasubramanian e David Klenerman iniciam sua colaboração para conceber um novo método de sequenciamento de DNA. O método é baseado no sequenciamento de um vasto número de moléculas de DNA em uma superfície em paralelo, criando um sequenciador de DNA altamente miniaturizado e rápido.

1997: Os primeiros cálculos sugerem que a abordagem seria escalável para permitir o sequenciamento de bilhões de bases de DNA em poucos dias em um único instrumento, permitindo o sequenciamento rápido de um genoma humano.

1998: Para comercializar a inovação, os professores Klenerman e Balasubramanian registaram várias patentes e fundaram a Solexa Ltd. É publicado o primeiro genoma humano sequenciado utilizando a tecnologia.

2007: A tecnologia é adquirida pela Illumina, Inc. e otimizada para sequenciar trilhões de bases de DNA por teste. A tecnologia continua tendo um impacto transformador nos campos da genômica, biologia e medicina.

2. Assista ao vídeo dos vencedores do Millennium Technology Prize 2020 aqui e baixe as fotos dos vencedores aqui.

3. O Millennium Technology Prize é um prêmio de um milhão de euros oferecido a cada dois anos em reconhecimento a uma inovação tecnológica pioneira que melhore a qualidade de vida das pessoas e promova o desenvolvimento sustentável. As inovações vencedoras devem ter impactos sociais positivos e abrangentes, ser comercialmente viáveis e promover o bem-estar da humanidade.O Millennium Technology Prize é concedido pela Academia de Tecnologia da Finlândia.

4. Os vencedores anteriores do Millennium Technology Prize são:

• Sir Tim Berners-Lee (2004), pela World Wide Web;
• Professor Shuji Nakamura (2006), pela produção bem-sucedida do primeiro LED azul, o passo final para a criação de um LED branco brilhante;
• Professor Robert Langer (2008), pelo seu trabalho pioneiro na liberação controlada de medicamentos, na qual a medicação é liberada no corpo de um paciente durante um tempo;
• Professor Michael Grätzel (2010), pelas células solares sensibilizadas por corantes de terceira geração, que prometem janelas geradoras de energia elétrica e painéis solares de baixo custo;
• Vencedores conjuntos (2012): Professor Shinya Yamanaka, pela investigação ética de células-tronco; e Linus Torvalds pelo sistema operacional de código aberto Linux, que se tornou a base dos smartphones Android, tablets, gravadores de televisão digital e supercomputadores em todo o mundo;
• Professor Stuart Parkin (2014), pelo desenvolvimento de uma maior densidade de armazenamento de dados, o que permitiu aumentar em mil vezes a capacidade de armazenamento das unidades de disco magnético;
• Dra. Frances Arnold (2016), por seu trabalho sobre a evolução dirigida; e
• Dr. Tuomo Suntola (2018), pela deposição por camada atômica (ALD – Atomic Layer Deposition), que permite a fabricação de camadas de material fino em nanoescala para microprocessadores e dispositivos de memória digital, o que tem ajudado a revolucionar os smartphones.

5. Contato com a imprensa e pedidos de entrevista:
   Alex Jungwirth, Apollo Strategic Communications
   alex.jungwirth@apollostrategiccomms.com
   +44 (0) 795 895 5795

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