Eesti geenivaramu teaduskeskus
Eesti geenivaramu teaduskeskus loodi Eesti geenivaramu juurde eesmärgiga uurida Eesti inimeste tervist ja selle geneetilist tausta.
Meie teadlased on osalenud paljude rahvusvaheliste konsortsiumide töödes ning enam kui 35 000 komplekstunnustega seostatud geneetilise variandi avastamisel. Praeguseks oleme avaldanud üle 830 teadusartikli rahvusvahelistes eelretsenseeritud teadusajakirjades, mis põhinevad Eesti geenivaramu andmetel.
Peamised teadussuunad
Funktsionaalse genoomika teadussuund ehk DNA järjestusvariantide mõju uurimine kvantitatiivsete tunnuste varieeruvusele ning haigusriskide avaldumisele populatsioonis on teinud Eesti geenivaramust ühe enim uuritud biopanga maailmas.
Uute teadussuundadena soodustame juba edukalt alustanud süsteemibioloogia, mikrobioomika ja farmakogeneetika valdkondade arengut, tuues Eestisse rahvusvahelise taustaga eksperte. Eesti geenivaramu teaduskeskuse teadustöö toetab otseselt Eesti personaalmeditsiini programmi tegevusi, tegeledes nii haigusriski hindavate polügeensete riskiskooride ning neid kasutavate genoomsete koguriskimudelite väljatöötamisega, kui ka genotüpiseerimisandmestike parendamisega.
Lisaks näeme uue suunana geenidoonorite tervisetrajektooride mitmetasandilist analüüsi, molekulaarsete profiilide analüüsi DNA, RNA, valkude, metaboliitide ning rakuliste tunnuste tasandil ning hüpoteesivaba andmekaevet, kasutades masinõppe ning AI meetodeid.
Eesti geenivaramu teaduskeskuse töögrupid
Farmakogeneetika uurib, kuidas inimeste geneetiline varieeruvus mõjutab ravimite toimimist. Meie uurimisgrupp keskendub geenidoonorite komplekssete andmete analüüsimisele, kaasates nii geeni- kui ka terviseandmed koos doonorile välja kirjutatud retseptiravimite nimekirja ja ravimite kõrvaltoime diagnoosidega.
Leitud geeni-kõrvaltoime seosed kinnitatakse funktsionaalsete ja farmakokineetiliste uuringutega, kus analüüsitakse uute geneetiliste leidude mõju ravimite kontsentratsioonile. Uurimistöö tulemusena saadakse nimekiri geenivariantidest, mille ennetav farmakogeneetiline testimine võimaldab vähendada ravimite ala-annustamist ning ravimite kõrvaltoimetest tingitud ebavajalikku kahju inimeste tervisele.
Farmakogeneetika töögruppi juhib professor Lili Milani, lili.milani@ut.ee.
Genoomi ja metaboloomi omavaheliste seoste uurimine inimese haiguste kontekstis. See hõlmab tööd metaboloomika andmestikega, mis on kogutud NMR ja mass-spektromeetria abil. Tegeleme assootsiatsioonide otsimisega genoomsete ja metaboolsete markerite vahel ning keerukamate mustrite otsimisega neist andmestikest eesmärgiga mõista ning ennetada sagedasi haigusi. Selle töö raames loome ka uusi bioinformaatilisi algorütme, skripte ja töövahendeid (C++, Phyton) ning tegeleme klasterarvutustega.
Metaboloomika ja süsteemide töögruppi juhib kaasprofessor Toomas Haller, toomas.haller@ut.ee
Iga inimese genoom sisaldab geenivariante, mis võivad potentsiaalselt ohustada meie tervist. Ometi ei oma suur osa sellistest variatsoonist toimet fenotüübile. Sellel võib olla mitmeid selgitusi, näiteks on teada regulatoorseid mehhanisme, mis vähendavad kahjulike mutatsioonide toimet, samuti on võimalik, et sellised variandid peegeldavad mõnede geenide loomulikku kadumisprotsessi meie genoomist.
Meie töö eesmärk on mõista, milline on geneetilise variatsiooni mõju selle esmase avaldumise – mRNA – tasemel. Töö väljundiks on geenivariantide toime täpsem hindamine, mis võimaldav nii patsientidele kui ka tervetele inimestele anda geeniinfo põhjal paremat tagasisidet.
mRNA töögruppi juhib kaasprofessor Tarmo Annilo, tarmo.annilo@ut.ee
Inimese soolestik on kompleksne ökosüsteem, kus koloniseerib tuhandeid erinevat liiki mikroorganisme, keda kollektiivselt kutsutakse mikrobiootaks. Mikroorganismide poolt kodeeritud geenid (mikrobioom) võimaldavad meie kehas läbi viia hulgaliselt täiendavaid funktsioone, mistõttu on tasakaalus mikroorganismide kooslus otseselt seotud meie tervisliku seisundiga.
Meie uurimisgrupp tegeleb soolestiku mikrobioomi ja tervise vaheliste seoste väljaselgitamisega, keskendudes peamisele kahele uurimisvaldkonnale:
1) kuidas soolestiku mikrobioom mõjutab teist tüüpi diabeedi kujunemist ning
2) milline roll on soolestiku mikrobioomil ravimite metabolismis.
Mikrobioomi töögruppi juhib kaasprofessor Elin Org, elin.org@ut.ee
Funktsionaalse genoomika töögrupp uurib inimgenoomi variatsiooni funktsiooni molekulaarsel tasandil. Grupi laiemad uurimisvaldkonnad on inimese komplekssed fenotüübid, keskendudes molekulaarsetele mõõtmistele (näiteks geeni avaldumise sagedus inimkoes, raku fraktsioonid ja ringlevad väikesed molekulid) ja inimese statuur, mis aitab ennustada harva ja sagedaste geneetiliste variatsioonide rolli fenotüüpilises tulemuses läbi erinevate pärilike mudelite (additiivne, retssesiivne, epistaatiline ja epigeneetiline). Selleks kasutame erinevaid bioinformaatilisi ja geneetilise epidemioloogia tehnikaid, et kaardistada kvantitatiivse tunnuse lookused (QTL) ja märkida üles teadaolevate haiguste seosed allavoolu molekulaarsete mehhanismidega.
Funktsionaalse genoomika töögruppi juhib professor Priit Palta, priit.palta@ut.ee.
Bioinformaatika töögrupp tegeleb multi-oomika andmete kvaliteedikontrolli ja töötlemisega ning pakub üldist bioinformaatilist tuge kõigile Geenivaramu töörühmadele. Töögrupi teadusprojektides on oluline roll metoodika arendusel, muuhulgas tarkvara ülegenoomsete seoseuuringute jaoks (GWAMA, MR-MEGA, SCOPA) ning uudsed meetodid DNA koopiaarvu variantide detekteerimiseks ja analüüsik. Lisaks tegelevad töögrupi liikmed erinevate metaboolsete ning naiste reproduktiivtervisega seotud tunnuste ja haiguste geneetilise tausta uurimisega.
Bioinformaatika töögruppi juhib professor Reedik Mägi, reedik.magi@ut.ee
Vaimse tervise probleemid on ühiskonnas väga levinud ning lausa igal teisel igal teisel inimesel diagnoositakse elu jooksul mõni vaimse tervise häire. Kuid hoolimata probleemi mastaapsusest, ei ole vaimse tervise häirete tekkemehhanismid tänaseni selged, mis tõkestab paremate ennetus- ja ravimeetodite arendamist, et parandada patsientide ja nende lähedaste elukvaliteeti. Meie uurimisrühm keskendub erinevate vaimse tervise häirete geneetiliste ja keskkondlike riskifaktorite uurimisele ning vaimse tervise valdkonna personaalmeditsiini arendamisele.
Hetkel käimasolevad projektid keskenduvad peamiselt kahele suuremale valdkonnale:
- Uurime neuropsühhiaatriliste häirete geneetilisi ja keskkonnast tulenevaid tegureid, mis võivad mõjutada häirete avaldumist, kulgu ning ravi väljavaateid. Käimasolevad projektid on võtnud fookusesse meeleolu- ja ärevushäirete, aktiivsus ja tähelepanuhäire, Alzheimeri tõve ning teiste dementsuste uurimise.
- Uurime vaimsete ja füüsiliste haiguste sagedase koosesinemise geneetilisi ja keskkondlikke põhjuseid (nt. südame-veresoonkonna haigused, teist tüüpi diabeet, astma ja COVID-19 põdemise raskusaste), et parandada erinevate haiguste paremat kontrolli all hoidmist ning tõsta seeläbi patsientide raviväljavaateid ning edendada tervist.
Neuropsühhiaatrilise genoomika töögruppi juhib kaasprofessor Kelli Lehto, kelli.lehto@ut.ee
Töögrupp uurib sageli esinevaid kroonilisi haigusi eesmärgiga leida nende keerulises etioloogias osalev geneetiline komponent. Hindame üldisi haigusriske, kombineerides saadud teadmisi teiste mõjusate riskiteguritega (vanus, sugu, keskkonnatingimused ja tervisekäitumine), et kasutada seda informatsiooni haiguste ennetamiseks enne sümptomite ilmnemist, varajaseks diagnoosimiseks ja võimalike ravimärklaudade tuvastamiseks
2025 aastal on töö 3 uurimissuunda:
1. Tsirkuleeriv kasvaja DNA (ctDNA) vähi korral. Töötame välja populatsioonitaseme sõeluuringustrateegia, mis integreerib polügeensed riskiskoorid verest pärineva metüülimismustrite ctDNA analüüsiga, et tuvastada vähk enne pildipõhise diagnoosimist ja tuvastada kasvaja päritolukude.
2. Parkinsoni tõve (PD) varajane diagnostika ja kaasuvad haigused. Siin on meil aktiivne koostöö Dr. Toomas Toomsooga, kes on TLÜ külalisprofessor ja CONFIDO sisekliiniku juhataja olles ise neuroloog, kes töötab PD teemaga juba aastaid. Töötame välja multimodaalse diagnostikamudeli Parkinsoni tõve varajaseks avastamiseks, kombineerides geneetilisi, biokeemilisi, radioloogilisi ja kliinilisi markereid. Uuringu raames testime hüpoteesi, et fosforüülitud α-sünukleiini ladestumine nahas on Parkinsoni tõve varajane marker, mille intensiivsus sõltub geneetilisest riskiprofiilist. Nendel eesmärkidel rakendame kliinilisi meetodeid, nagu transkraniaalne ultraheli, DaTSCAN ja lisame teaduslikke lähenemisviise (nt haigusspetsiifiliste biomarkerite tuvastamine naha biopsiatest). Lisaks töötame välja tehisintellektil põhinevat meetodit keskaju transkraniaalse sonograafia ehhogeensuse täpsustamiseks ja hindamiseks.
3. Töötame personaliseeritud ennetuskavade koostamisega tuleviku tervishoiu jaoks nii vähkkasvajate kui ka teiste mittenakkuslike haiguste kohta.
Käimasolevad uurimistoetused, kus A. Metspalu on genoomika instituudi poolne koordinaator või PI:
1. Euroopa Genoom (Genome of Europe) - hõlmab 51 partnerit 29 Euroopa riigis (26 EL+3 väljaspool EL-i), et luua ainulaadne üleeuroopaline võrdlusandmebaas, mis sisaldab vähemalt 100 000 genoomi, mis esindavad Euroopa kodanikke. Põhieesmärgid hõlmavad üleeuroopalise praktikakogukonna rakendamist, mis loob võrdlusgenoomi olemasolevate genoomiandmekogumite integreerimise ja erinevate riikide populatsioonide de novo sekveneerimise kaudu; eetiliste, õiguslike ja ühiskondlike tingimuste määratlemist võrdlusgenoomi genereerimiseks; andmeturbe tagamist; GoE andmete lisamist digitaalse Euroopa programmi rahastatavasse genoomiandmete infrastruktuuri. 01.10.2024-31.03.2028
2. Personaalmeditsiini tippkeskus - Sihtasutus Eesti Teadusagentuuri projekt nr TK214. Vastutav täitja: Reedik Mägi; Tartu Ülikool, Tallinna Ülikool (partner), Protobios OÜ (partner), Tervisetehnoloogiate Arenduskeskus AS (endine Reproduktiivmeditsiini TAK AS) (partner). 01.01.2024−31.12.2030
3. Vähi ja muude mittenakkuslike haiguste (NCD) ennetamine tervist määravate tegurite kaudu (JAPreventNCD) – Euroopa Komisjoni EU4Health Programme (EU4H) grant nr MLTGI24024 (101128023). Vastutav täitja: Andres Metspalu, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, genoomika instituut (partner). 01.01.2024−31.12.2027
4. Personaliseeritud ennetuskava tuleviku tervishoiu jaoks (PROPHET) - Euroopa Komisjoni Horisont 2020 programmi grant nr MLTGI22256R (101057721). Vastutav täitja: Andres Metspalu; Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, genoomika instituut (partner). 01.09.2022–30.09.2026
5. Optimaalne ravi kasvajatega patsientidele Euroopas tehisintellekti abil (OPTIMA) – Euroopa Komisjoni Horisont 2020 programmi grant nr MLTAT21505R (101034347-2). Vastutav täitja: Jaak Vilo; Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, arvutiteaduse instituut (partner). 01.10.2021–30.09.2026
6. ELi vähi- ja rahvatervise genoomika platvormi loomine (CAN.HEAL) – Euroopa Komisjoni EU4Health Programme (EU4H) grant nr MLTGI22488 (101080009). Vastutav täitja: Andres Metspalu; Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, genoomika instituut (partner). 01.11.2022-30.04.2025
Inimese haiguste genoomika töögruppi juhib professor Andres Metspalu, andres.metspalu@ut.ee
Töögrupi liikmed:
- Dr. Mart Kals, PhD
- Dr. Tarmo Annilo, PhD
- Anu Reigo, MD
- Maris Teder-Laving, MSc
- Telver Objärtel, MSc nooremteadur/doktorant
- Merit Kreitsberg, MSc (projektijuht)
- Krista Liiv (sekretär)
Koostööpartnerid: Prof. Külli Kingo ja Dr. Prof. Toomas Toomsoo