AVANCES EN EL CONOCIMIENTO DEL SER HUMANO

El pangenoma humano y la medicina de precisión: ¿qué esconde el 1% de ADN variable?

El pangenoma humano permitirá hacer frente a múltiples enfermedades y condiciones derivadas de la mutación genética y el cambio del ADN que se produce en cada persona

Imagen de ADN (Foto: Freepik)
Imagen de ADN (Foto: Freepik)

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09.08.2022 - 13:00

En abril de este año se consiguió finalmente secuenciar el 8% del genoma humano que faltaba. De esta forma, después de dos décadas, el primer borrador del genoma publicado en febrero de 2001 estaba completo. Este hito conseguido por el Consorcio Telómero a Telómero (T2T), nombre con el que se refieren a que se ha estudiado los cromosomas de extremo a extremo, ha determinado que el ADN humano contiene un total de 20.465 genes que dan una información muy valiosa sobre la evolución humana o las enfermedades genéticas.

Dentro del genoma humano existe una parte central, que comparten todas las personas y que es esencial para el desarrollo del ser humano, y un pequeño porcentaje de parte variable. Este pequeño porcentaje puede contener información sobre cómo unos pacientes responden mejor que otros a tratamientos o por qué tienen más predisposición a otras enfermedades. También puede influir en cómo la exposición a distintos factores externos, como pueden ser los hábitos de vida, impactan en la aparición de patologías cardiovasculares y metabólicas. “La genética es un elemento importante en la génesis de enfermedades que todavía no terminamos de conocer, en su patogenia o para conseguir tratamientos efectivos para distintas enfermedades como el cáncer”, indica a Consalud.es la Dra. Encarna Guillén, jefa de Sección de Genética Médica del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca de Murcia y presidenta de la Asociación Española de Genética Humana (AEGH).

Acceder a esa parte del genoma humano no es sencillo. Nuestro genoma es una secuencia muy larga de genes con un 50% de zonas repetitivas. El avance de la tecnología nos ha permitido secuenciar los primeros genomas humanos, también nos permite buscar en lecturas cortas el gen mutado en una persona que pueda causar una enfermedad genética como es Fabry o el síndrome de Wolf-Hirschhorn, pero no nos permite secuenciar cada uno de los genomas de los pacientes. Es aquí donde aparece el pangenoma, una acumulación de muchos genomas humanos de diferentes etnias, lugares de nacimiento, sexo o edad, que arroja luz sobre ese porcentaje variable.

“Es necesario descubrir esa variabilidad y analizar los genomas de una gran diversidad de personas"

El pangenoma es el conjunto completo de genes dentro de una especie. La primera idea de pangenoma apareció en 2005, cuando se decidió secuenciar el genoma de seis cepas de la bacteria streptococcus agalactiae. Se descubrió que esta especie tiene un 80% de genoma central y un 20% variable. Fue el pistoletazo de salida para dilucidar el pangenoma de muchas más especies, más allá de las bacterias. Por ejemplo, el pangenoma del hongo aspergillus fumigatus, causante cada año de 300.000 infecciones graves en personas, reveló que cada individuo de la especie tiene una contenido genético diferente, en total un tercio de su genoma es variable. Esta parte es causante de algunas de las infecciones y provoca una respuesta diferente a los tratamientos, según reflejo una investigación publicada en 'Nature Microbiology'. 

Uno de esos pangenomas que se están estudiando es el del ser humano. “La secuencia completa del genoma humano contiene la información de 20 personas, la mayoría caucásicas, pero el 70% de esta información es de un solo individuo”, explica la Dra. Guillén. Falta por tanto en ese primer genoma mucha información de los seres humanos que actualmente pueblan la Tierra. “Es necesario descubrir esa variabilidad y analizar los genomas de una gran diversidad de personas. Para eso se está haciendo el pangenoma, con genomas de 350 personas que se irán compartiendo para poder obtener toda la información posible”.

PASOS HACIA EL PANGENOMA

El Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI por sus siglas en inglés) cuenta con el Centro de Referencia del Pangenoma Humano (HPRC) implicado en el desarrollo de un pangenoma humano. A través de diversas investigaciones, se ha descubierto que el 50% de la secuencia es repetitivo y que hay regiones ricas en genes que varían en cientos de kilopares de bases. Nuestro ADN muta constantemente. “Nuestro código de instrucción son cuatro bases que se van combinando dando lugar a la codificación de proteínas. Un cambio puede modificar la expresión de estas o como se manifiesta una enfermedad o cómo se responde al tratamiento”, apunta la Dra. Encarna Guillén.

"Será un importante recurso genético para futuras investigaciones biomédicas y medicina de precisión”

Una investigación del HPRC publicada en la revista ‘Sciencie’ identificó genes variables apenas estudiados que se asociaban con enfermedad cardiovascular en pacientes de origen afroamericano. Otro estudio publicado en la revista ‘eLife’ refleja cómo las modificaciones de los nucleóticos de ARN y ADN son especialmente resistentes al cambio producido por factores ambientales o por otros factores genéticos. Además, se está trabajando para mejorar el acceso a la información y la tecnología de secuenciación.

“La referencia del pangenoma humano contendrá una representación más precisa y diversa de la variación genómica global. Permitirá mejorar los estudios de la asociación entre genética, enfermedad y poblaciones. También ampliará el alcance de la investigación genómica a las regiones más repetitivas y polimórficas del genoma. Será, en definitiva, un importante recurso genético para futuras investigaciones biomédicas y medicina de precisión”, indican los investigadores del HPRC.

“Hoy en día tenemos mucha información que nos está permitiendo trabajar con diferentes enfermedades genéticas, muchas de ellas raras, o con enfermedades complejas como metabólicas. Esta información nos permitirá ir más allá. La genética está presente en todo el sistema sanitario y es necesario que esta medicina del siglo XXI siga avanzando, sea accesible y sea incorporada en el sistema de salud”, concluye la Dra. Guillén, haciendo referencia a que la especialidad de Genética Clínica sigue sin estar reconocida en nuestro país.

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