Completan el genoma humano por 1ª vez: el hallazgo clave para combatir enfermedades

Conseguir la secuencia del genoma humano fue uno de los grandes logros de la ciencia hace más de 20 años. Nuestro ADN contiene toda la información que heredamos, es el libro de instrucciones para que funcionen nuestras células, y descifrar los genes que lo componen iba a ser un salto de gigante para luchar contra las enfermedades. Sin embargo, aquel primer mapa genético estaba lleno de huecos, era como tener un puzle sin completar: nos podíamos hacer una idea de la imagen final pero faltaban muchas piezas y, por lo tanto, detalles fundamentales que no conocíamos. Con la tecnología de aquel momento era imposible rellenar algunos de aquellos vacíos. En otros casos, los investigadores no le dieron importancia, llamando 'ADN basura' al que parecía tener un papel despreciable dentro de todo el conjunto. En total, el 8% del genoma humano ha permanecido oculto hasta hoy.

La revista 'Science' acaba de marcar un nuevo hito científico con la publicación de seis artículos que recogen los resultados de más de un centenar de investigadores que pertenecen al Consorcio T2T (o Telemere-to-Telomere Consortium, llamado así por los extremos de los cromosomas, llamados telómeros), un grupo internacional que lleva años dedicado a estudiar el genoma humano para ofrecer, al fin, una versión completa. Aunque no es una sorpresa, porque en junio de 2021 lanzaron un 'preprint' (sin la revisión de otros especialistas) que anticipaba gran parte de la información, es ahora cuando los científicos de todo el mundo tienen a su disposición un nuevo genoma de referencia. Desde este momento sabemos mucho más de la variabilidad genética humana y los investigadores tienen una herramienta mucho más potente para comprender las enfermedades. ¿Por qué es tan importante? ¿Será verdaderamente útil?

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EFE

En total, nuestro genoma está compuesto por más de 3.000 millones de pares de bases (se suele decir que son 3.000 millones de nucleótidos o letras, aunque en realidad cada par de bases contiene dos letras). A partir de estas unidades se construyen los cromosomas y nuestros genes, de los cuales, casi 20.000 codifican las proteínas que realizan distintas funciones en nuestro cuerpo. Pues bien, el consorcio internacional añade ahora 200 millones de pares de bases y ha encontrado alrededor de 2.000 genes nuevos que codifican proteínas (la mayoría de ellos están desactivados, pero 115 aún pueden expresarse). Además, descubre dos millones de variantes adicionales en el genoma humano, 622 de las cuales ocurren en genes que se consideran relevantes desde el punto de vista médico. Por eso, “en el futuro, cuando se secuencie el genoma de una persona, podremos identificar todas las variantes en su ADN y usar esa información para guiar mejor su atención médica", afirma Adam Phillippy, uno de los líderes del equipo T2T e investigador del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI, por sus siglas en inglés) de EEUU.

Más información y más resolución

Desde el Proyecto Genoma Humano, este “es el avance más significativo, una mejora tremenda del genoma de referencia frente al que comparamos todo lo que secuenciamos”, afirma en declaraciones a Teknautas Miguel Pita, experto en genética e investigador de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) que no ha participado en este proyecto pero que conoce bien su trascendencia. “Algunas partes del genoma que quedaron sin secuenciar se catalogaron como 'basura', pero otras presentaban demasiadas dificultades técnicas y, en aquel momento, pensaron que el esfuerzo había sido suficiente”. Ahora, este avance no solo completa la información que faltaba, sino que ofrece “una mayor resolución” a todo el conjunto.

En los últimos años, las nuevas de secuenciación han sido fundamentales para alcanzar este logro, en particular, con la tecnología de la empresa británica Oxford Nanopore. Anteriormente, secuenciar era como romper un texto en trozos pequeños, intentar identificar palabras con las máquinas y unirlas, como si fuera un rompecabezas, en busca de frases con sentido. Sin embargo, así era imposible saber cuántas veces se repetían esas frases. “Lo que proporcionan las nuevas tecnologías son lecturas más largas, con lo cual hay que hacer menos empalmes, que es donde se comenten errores”, afirma Pita. Esto es especialmente importante en las zonas de ADN repetido que se conocía como ADN basura, pero también en zonas del genoma que, a pesar de estar duplicadas, “son funcionales, porque cada una de ellas tiene una utilidad distinta”.

Desde el punto de vista científico, uno de los grandes logros ha sido secuenciar los centrómeros, que hasta ahora eran indescifrables. Si un cromosoma tiene forma de aspa, los centrómeros son el punto del medio que une los brazos. Están constituidos por secuencias de ADN que se repiten mucho, hasta miles de millones de veces. “Con los métodos anteriores resultaban muy complejos de analizar, porque se secuenciaban fragmentos muy cortos y, al estar repetidos, era imposible saber cuántas veces había que ensamblarlos. Sin embargo, las herramientas actuales leen todo de una vez”, explica el experto. En esta parte de los cromosomas, el material genético no es un manual de instrucciones para producir una proteína, sino que tiene una función en sí mismo y determina la estructura del propio ADN. “Era el típico 'ADN basura' porque no sintetizaba proteínas. En realidad tiene una función importantísima, pero lo estábamos ignorando porque no producía nada y no lo comprendíamos”, apunta Pita, que considera que este hallazgo puede tener una enorme trascendencia.

Los avances no solamente han permitido llegar a nuevas regiones del genoma, sino que también nos ofrecen una mayor resolución, es decir, como si pasáramos de tener una imagen pixelada a una foto de altísima calidad. El resultado “refleja mucho mejor la diversidad que hay en los genomas y localiza mejor las variantes, aquello que es distinto entre los genomas de distintos individuos”, comenta el profesor de la UAM. Este aspecto es fundamental, porque afecta “al ámbito que más nos interesa, explicar cómo distintos genomas producen distintas variantes de distintas proteínas, lo que al final puede explicar el origen de enfermedades genéticas o puede servir para adaptar la medicina personalizada”, añade.

Las aplicaciones

Tener un genoma de referencia lo más preciso y completo posible es esencial para el avance de la biomedicina. “Es la enciclopedia en la que vas a buscar el significado de tus resultados como investigador”, comenta Pita. Por ejemplo, “puedes tener anotado que en determinada región del genoma hay un gen que produce una molécula y que esta molécula tiene una función en la célula. Además, es posible que haya una versión que funciona y otra que no”, relata. Comparar esa información con la de un paciente puede ser la clave para diagnosticar una enfermedad o avanzar en nuevas investigaciones.

"Ahora tenemos una piedra de Rosetta para observar la variación completa en cientos de miles de otros genomas en el futuro", apunta Evan Eichler, investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) de la Universidad de Washington, uno de los principales responsables del proyecto. Los laboratorios serán los grandes beneficiados. “En las bases de datos seguirá estando el genoma de referencia anterior, pero se incorporará el nuevo. Es como tener más tomos en tu enciclopedia y que la información de cada uno de ellos sea mucho más precisa”, destaca el experto español. Los investigadores no tendrán que aprender a manejar nuevas herramientas, simplemente, accederán a mejores datos.

En ese sentido, este avance tendrá un impacto más inmediato para la ciencia que para la medicina, pero está claro que a largo plazo tendrá una relevancia terapéutica, especialmente al coincidir con el desarrollo de nuevas herramientas, como la edición genética. “Conocer con más precisión el genoma permite identificar mejor las variantes que son responsables de enfermedades y, potencialmente, desarrollar con más de precisión estrategias terapéuticas”, afirma el investigador de la UAM. No obstante, “los efectos no serán inmediatos porque de momento solo hablamos de más información y de la información a los cambios hay más pasos”, destaca.

Desde el punto de vista de la genética, el cambio que propició hace 20 años el Proyecto Genoma Humano fue mucho más drástico, ya que “veníamos de la oscuridad absoluta”, pero al igual que entonces los resultados fueron mejorables, ahora también lo serán. “Tenemos un nuevo genoma que es muy completo, espectacular, pero no es el definitivo. Esto es como las películas, dentro de unos años se estrenará una nueva versión, y será aún mejor porque estará basada en el análisis de más individuos y reflejará mejor la variabilidad humana”, vaticina el experto.