«Hoy revelamos el lenguaje con el que Dios creó la vida», dijo el presidente de los Estados Unidos hace 25 años de la Casa Blanca. El demócrata Bill Clinton anunció la adquisición del primer borrador del genoma humano, un hito histórico que «revolucionaría» el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades prácticamente conocidas. Un cuarto de siglo después, los científicos aún intentan entender que este idioma, que es mucho más complejo de lo que se suponía.
Este miércoles, el mapa más grande de variabilidad humana se presenta a nivel genómico. El estudio muestra un nuevo nivel de diversidad en el código genético, con el cual cada persona distingue a tres distintos de lo que se pensaba.
El progreso se basa en el examen de todo el genoma de 1.019 personas en 26 poblaciones en cinco continentes, que es un registro de amplitud y diversidad, ya que los primeros genomas solo se producían con ADN de los blancos occidentales. Todo el genoma de 65 personas leyó un segundo trabajo en una profundidad sin precedentes. Ambas obras se publican en hoy NaturalezaReferencia de la mejor ciencia del mundo.
Estos estudios contribuyen «una referencia sin precedentes de la variación genética que cada persona hereda de sus padres», y que determina nuestro aspecto físico, nuestro intelecto físico y nuestra personalidad, resume al biólogo calculado Bernardo Rodríguez-Martín, coautor. Los datos son «un gran paso» en el diagnóstico y comprensión de enfermedades raras, pero también de cáncer y otras quejas mucho más frecuentes que subrayan al investigador en el Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona.
Hasta hace unos años, la tecnología solo permitió fragmentos cortos del genoma de alrededor de 50 letras de ADN químico (el genoma completo consta de 3.000 millones). Estos nuevos estudios aplican tecnologías de secuenciación largas para analizar «variantes estructurales» con decenas de miles de letras. El trabajo ha identificado 167,000 variantes de estructura, que hasta ahora han sido medio desconocidas. Tres de ellos son raros, es decir, se desempeñan en pequeños grupos de personas, aunque pueden ser cruciales para su salud.
Una persona y otra difieren en alrededor de 25,000 variantes de estructura, que corresponden a alrededor de 7.5 millones de letras de ADN químico. Esto triplica la variación previamente conocida, que, por ejemplo, solo consideró secuencias cortas. Hay un total de al menos 11 millones de letras químicas que hacen que cada persona sea genéticamente única.
El cambio de una sola letra en la secuencia completa del genoma es una causa común de una de las miles de enfermedades raras conocidas que afectan a millones de personas en todo el mundo. Rodríguez-Marín cree que la investigación de las variaciones estructurales entre las personas puede descubrir causas ocultas de otras enfermedades raras. Su equipo diseñó una nueva herramienta para verificar decenas de miles de variantes específicas de un paciente y reducir la cantidad de posible responsabilidad por su enfermedad a alrededor de 200, lo que facilita el diagnóstico. Este tipo de análisis ya se usa en el Hospital Sant Joan de Déu en Barcelona.
Nuestro genoma está plagado de secuencias repetidas hasta que se sospecha que la locura se sospecha de hasta el 60% de todo el código genético. Los responsables son los «genes saltos» llamados, que se copian repetidamente, unos pocos miles de veces, como el virus que nunca renuncia al genoma. El nuevo estudio muestra que algunos de estos fragmentos conocidos como L1 pueden regular las funciones de los genes para su propio beneficio. «Miles de copias de estos elementos se encontraron en tumores de intestino, pulmón o esofágico», explica Rodríguez-Marín. Algunos de estos saltos pueden desactivar genes esenciales para suprimir el cáncer del organismo. Hasta hace unos años, estas secciones repetitivas fueron vistas sin mayor interés.
El segundo trabajo dirigido por investigadores en el Laboratorio de Biología Molecular Europea en Alemania ha leído el genoma prácticamente completo de 65 personas en niveles de detalle sin precedentes. Esto significa que el 99% del código genético se ha leído a cada uno de los participantes, pero también que el 92% de todas las «brechas» que aún podían leerse fueron tratadas, dice Jan Korbel, co -autor de la obra. «La mayoría de los genomas humanos recibidos anteriormente tenían espacios vacíos porque no podían leer su secuencia genética porque contenían muchas secuencias repetitivas, complejidad estructural y restricciones tecnológicas», agrega. Uno de los hitos en este estudio fue leer el centrómero, el cuello que conecta las dos partes de los 23 cromosomas humanos en los que los errores pueden desencadenar autoinmunes y cáncer.
Los estudios publicados el miércoles y fueron firmados por cien científicos de siete países también son la clave del Proyecto Humano Pygin financiado por los Institutos Nacionales de Salud para resumir toda la variabilidad genética de los humanos, y actualmente consta de 200 personas de diversos orígenes.
El biólogo Bárbara Hernando del Centro Nacional de Investigación Oncológica elogia los dos estudios, especialmente por sus posibles aplicaciones para comprender el cáncer. Este tipo de variaciones estructurales «contribuye al 6% de los tumores sólidos de algunos niños, por lo que tienen una importancia crucial», dice. «Además, tenemos muchos casos de cáncer hereditario sin una causa conocida. Es posible que muchos de ellos se deban a este tipo de variantes que las tecnologías de secuenciación cortas que aún están presentes en la clínica no se pueden ver en abundancia», dice. La misma tecnología puede usarse para examinar mutaciones espontáneas que ocurren en la vida, como las aberraciones genómicas que mejoran los tumores más agresivos.
El investigador también subraya la inclusión de una amplia variedad de grupos de población. «El origen étnico es la clave para la susceptibilidad al cáncer y su pronóstico. Por ejemplo, las personas de origen africano generalmente sufren prostatums mucho más agresivos que se deben a variantes hereditarias. Además del análisis de estas variantes estructurales en la clínica, los tratamientos contra el cáncer pueden mejorar significativamente, especialmente en las poblaciones no europeas que solo pudieron hoy en día.
Álvaro Rada del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de la Cantabria enfatiza la importancia general de esta nueva lectura del genoma humano. «Hasta ahora no hemos tenido un catálogo completo de variaciones estructurales con las que podemos saber cómo el genoma humano es diverso. El gran progreso de estos trabajos es proporcionar un repertorio de estas variaciones en varios grupos de población que nos ayudan a comprender si un paciente tiene una variante patológica o no», dice. RADA describe los efectos brutales de esta tecnología. «Esta nueva tarjeta será importante para comprender mejor el riesgo genético de sufrir una de las múltiples enfermedades no infecciosas, como el ciclo cardíaco, la diabetes, la obesidad o el Alzheimer».
Rodríguez-Marín tenía 12 años cuando Clinton anunció el primer borrador del genoma humano, y es mucho más consciente con la creciente complejidad con la que está expuesto. «Estoy de acuerdo en que el genoma es un lenguaje de la vida, aunque como científico no doy ninguna evidencia de que haya sido escrito por un Dios creativo», explica. «Por otro lado, es una declaración muy antropocéntrica creer que entenderemos el lenguaje de la vida. Todo tipo tiene su propio genoma como resultado de la evolución darwiniana».
