Descifrar el último 8% del genoma humano podría aclarar cómo se desarrollan muchas enfermedades y por qué algunas personas tienen mayor riesgo.
Qué significa para la salud la secuenciación completa del genoma humano?
Por Damian McNamara, MA
7 de abril de 2022 C Mientras los científicos celebran haber reunido las últimas piezas del genoma humano C un gran logro que ha tardado décadas en conseguirse C el resto de nosotros nos preguntamos qué podría significar este avance para nuestra propia salud y bienestar.
Según los expertos, se esperan avances en el diagnóstico y el tratamiento de cánceres, trastornos del desarrollo, infertilidad y muchas enfermedades provocadas por cambios genéticos.
«Aleluya. Por fin hemos terminado un genoma humano. Este es el comienzo de una transformación, no sólo para la investigación genómica sino para la medicina clínica», dijo el doctor Evan Eichler, que habló en una sesión informativa para los medios de comunicación patrocinada por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
«Esto va a tener un impacto sustancial en la investigación básica y en la genómica clínica en el futuro», dijo Karen Miga, PhD, directora del Laboratorio Miga en la Universidad de California, Santa Cruz.
Miga es otro de los investigadores principales que participan en la investigación del Consorcio Telómero a Telómero (T2T), que reunió a cientos de investigadores en el proyecto. El nombre T2T tiene sentido porque los telómeros son los extremos de las cadenas de ADN, y cartografiar todo el genoma humano significa ordenar nuestros genes de un extremo a otro.
Además de cartografiar nuevos segmentos de estos bloques de construcción del cuerpo humano, los investigadores también revelaron segmentos de ADN en los centrómeros. Los centrómeros se encuentran donde los brazos de los cromosomas se aprietan en el centro para formar una X.
Los genes de los centrómeros son importantes cada vez que nuestras células se dividen y están relacionados con el cáncer, los problemas de desarrollo y la infertilidad», explicó Miga.
Afecciones como el cáncer o el síndrome de Down están relacionadas con estas zonas del genoma, dijo Eichler, autor principal de algunas de las investigaciones publicadas como cinco estudios simultáneos en la revista Science.
Gracias a los avances tecnológicos, los científicos pueden ahora reconstruir por primera vez regiones más largas del genoma que contienen muchas secciones repetidas y similares. Uno de los investigadores, el doctor Michael Schatz, compartió una analogía. Hace casi dos décadas, era como armar un rompecabezas de 1.000 piezas en el que muchas de ellas eran iguales, como por ejemplo, sólo el cielo azul. Ahora que se pueden cartografiar secuencias de ADN más largas, es más parecido a montar un puzzle de niños pequeños con piezas gigantes, y que muestran el cielo azul, las nubes y las montañas».
A la pregunta de cuándo se utilizará la nueva información del genoma para orientar la medicina, «ya está ocurriendo», dijo Schatz, profesor de informática y biología de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore, durante la sesión informativa.
Saber qué variante se tiene en los genes heredados de los padres y qué variantes están en el cáncer «es increíblemente importante para el tratamiento», dijo. «En el caso del cáncer de mama, por ejemplo, dependiendo de los conjuntos concretos de mutaciones implicados, se puede recibir una quimioterapia frente a otra».
«Ya lo estamos viendo en el cáncer y otras enfermedades con fuertes componentes genéticos», dijo Schatz.
«También habrá un futuro en el que nuestras secuencias informen profundamente nuestras conversaciones con los proveedores de atención médica, ayudándonos a tener más conocimientos sobre nuestra salud y nuestro bienestar», dijo Eric Green, MD, PhD, director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
Contraste y comparación
Disponer de un mapa completo del genoma humano significa que puede utilizarse como referencia y compararse con otros.
«Una de las grandes pistas que tenemos sobre qué genes y variantes son clínicamente relevantes es un diseño experimental realmente sencillo. Tomamos a miles de personas que tienen una enfermedad y a miles de personas que no la tienen y examinamos sistemáticamente sus genomas», explica Schatz.
El siguiente paso es averiguar si las personas que padecen la enfermedad tienen más o menos probabilidades de presentar determinadas variaciones, dijo Schatz. El éxito depende realmente de tener una visión completa, exhaustiva y precisa de las variaciones, dijo.
«Utilizando este nuevo genoma completo como referencia, ahora será posible entender cómo la variación en estas secuencias técnicamente difíciles contribuye a los rasgos y enfermedades humanas, así como cómo fueron moldeadas por las fuerzas de la evolución a lo largo de la historia humana», dijo el doctor Rajiv McCoy.
Más cerebros, por favor
Una tecnología más reciente que permite a los investigadores examinar segmentos de ADN más largos está revelando nuevos conocimientos, incluso para las personas con cáncer de mama.
«Estamos encontrando variantes que nunca se habían visto antes», dijo Schatz. «No puedo decir ahora que estas nuevas variantes sean causales, pero el hecho de que haya nuevas variantes a las que sólo se puede acceder con esta nueva tecnología me parece muy emocionante».
Incluso con las posibles ganancias en medicina clínica, «lo más interesante para mí es que estas regiones portan genes que nos hacen singularmente humanos», dijo Eichler. Por ejemplo, cerca de la mitad de los genes que nos dan un cerebro más grande que el de los simios proceden de estas regiones.
La variedad es la sal de la vida…
Aunque el 8% pueda parecer un porcentaje pequeño, Schatz dijo que cuando él y sus colegas compararon 3.202 genomas con este nuevo mapa de referencia, descubrieron más de un millón de variantes más.
«Ahora que hemos secuenciado por completo el primer genoma humano y estamos empezando con los 100 siguientes, estamos empezando a ver variaciones increíbles y variaciones que en gran medida no se habían previsto», dijo Eichler.
La aplicación más temprana será que habrá menos errores en las actuales pruebas genéticas clínicas y en la investigación, dijo McCoy, profesor adjunto de biología en la Universidad Johns Hopkins.
Más adelante, dijo McCoy, «es probable que los científicos identifiquen variaciones genéticas que contribuyen a enfermedades tanto raras como comunes en algunas de estas regiones que antes estaban ocultas, lo que podría allanar el camino para nuevos diagnósticos y terapias.»
Profundizar en la diversidad humana
Los científicos también tienen previsto secuenciar cientos de genomas de personas de diversas poblaciones de todo el mundo a través del Consorcio de Referencia del Pangenoma Humano. Uno de los objetivos es comparar estos genomas con los de referencia para comprender mejor la diversidad humana.
«Este logro también impulsará conversaciones francas y significativas sobre la equidad y el acceso a la salud, así como sobre cómo seguir construyendo recursos genómicos libres de prejuicios e infrarrepresentación», dijo Green. Históricamente, los estudios genéticos han sido criticados por no representar a las poblaciones mundiales.
«Aunque las posibilidades son ilimitadas, queda mucho trabajo por hacer para conseguir un futuro en el que los beneficios de la secuenciación de los telómeros estén disponibles y sean accesibles para todos», añadió Green.
El camino hacia el futuro
Es difícil predecir el calendario de otras formas en que el logro se aplicará a la medicina, dijo McCoy, pero es «probable que sea en la escala del próximo año o dos».
Green añadió: «Lo emocionante que veo en la forma en que esto puede conectarse con la salud es este futuro de la medicina, en el que creemos que algún día C y ya está empezando a suceder C los médicos utilizarán las secuencias del genoma para adaptar la atención médica de sus pacientes».
Este es un primer paso, dijo, para dar a los médicos una «visión completa de los pacientes».
Dentro de 10 años, «quiero ver esto como una prueba rutinaria de menos de 1.000 dólares con la que se pueda entrar en una clínica y obtener la secuencia de todo el genoma para permitir esta medicina de precisión», dijo Adam Phillippy, PhD, jefe de la Sección de Informática del Genoma de los Institutos Nacionales de Investigación del Genoma Humano.
El objetivo no es limitarse a catalogar los genes, sino estudiar su función.
«Llevar la tecnología genómica a este nuevo espacio y tratar de averiguar cómo se regulan en la salud y la enfermedad es un paso realmente importante», dijo Miga.
«Desde que se conoce el ADN y su importancia, se ha anhelado saber cuál era la secuencia genética completa, y ahora la tenemos para un solo genoma», dijo Schatz.
Añadió que los efectos a gran escala van más allá de los seres humanos y se extienden a toda la vida en la Tierra.
«Estoy increíblemente entusiasmado con las aplicaciones en la salud humana, la comprensión de las poblaciones, y la visión general del árbol de la vida para todas las plantas, los animales, los virus, los hongos y todo lo que hay en el planeta».
