Se denominó uno de los hitos científicos más importantes de la historia: el Proyecto Genoma Humano.
Fue lanzado en 1990 por un consorcio internacional de científicos a un costo de US $ 3 mil millones.
Su objetivo era determinar la secuencia de los 3200 millones de pares de bases (o letras) que forman el ADN humano: toda su información hereditaria y las instrucciones para construir y mantener la función de sus células, tejidos y órganos.
En 2000, a bombo y platillo, se anunció que el primer borrador del El genoma humano se había completado.
“El anuncio de hoy representa más que un triunfo histórico de la ciencia y la razón… Con este nuevo y profundo conocimiento, la humanidad está a punto de obtener un nuevo e inmenso poder para sanar”, dijo el entonces presidente de los Estados Unidos. , Bill Clinton.
El proyecto prometía muchas cosas: revelaría la función de los genes, especialmente los implicados en enfermedades, lo que permitiría una medicina personalizada con tratamientos basados en nuestra composición genética.
El genoma también prometía revelar información sobre nuestros orígenes evolutivos para saber exactamente de dónde venimos y en qué nos diferenciamos de otros primates.
Pero el genoma presentado en 2000 no estaba completo. No solo era un primer borrador aproximado, sino que también tenía regiones enormes donde la secuencia de ADN ni siquiera aparecía.
El proyecto continuó. Y en 2003 se anunció de nuevo, esta vez con menos bombo, que se había completado el genoma humano.
Pero… todavía faltaba alrededor del 8% de su información.
Estos huecos incluían los fragmentos más difíciles de secuenciar, en los que las letras del ADN se repetían una y otra vez. Con la tecnología disponible en ese momento, era imposible leerlos.
Y así, el genoma humano -que oficialmente estaba completo- permaneció sin descifrar durante 20 años.
Hasta 2021, cuando un consorcio científico llamado Telomere-to-Telomere (T2T) (Telomere to Telomere), anunció que había logrado leer el genoma completo.
¿Pero fue así?
Sí, pero… aunque llegaron a lugares antes inaccesibles -concretamente a ese 8% que antes no se podía leer- la realidad es que partes del genoma humano siguen siendo fuera del alcance de los genetistas.
En otras palabras, con los avances tecnológicos fue posible leer el genoma humano completo, sin lagunas y con errores mínimos.
Pero esa referencia al genoma humano es un “compuesto” para lo cual se utilizó ADN extraído de múltiples individuos.
Es decir, no es el genoma de una persona real que haya vivido alguna vez.
Dificultades
¿Por qué ha sido una tarea tan difícil descifrar el genoma humano?
“La principal limitación ha sido que las tecnologías que nos permiten descifrar la secuencia del ADN lo hacen a través de pequeños fragmentos que son leídos por una máquina y luego hay que volver a armarlos, como si fueran piezas de un rompecabezas complejo”, explicó. a la BBC. Mundo Dr. Manuel Corpas, profesor de genómica en la Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad de Westminster, en Londres.
“Si en el rompecabezas te encuentras con una región en la que el color y la forma de las piezas no cambian (es repetitivo), ponerlas en su orden correcto de forma inequívoca y sin tener un marco de referencia es complicado”.
En efecto, secuenciar un genoma es como cortar un libro en fragmentos de texto y luego tratar de reconstruir ese libro juntando todos los fragmentos nuevamente.
Los fragmentos de texto que contienen palabras y las frases repetidas o comunes son mucho más difíciles de ensamblar Haz piezas de texto que sean únicas y diferentes.
Con el genoma humano hay que ensamblar millones de piezas que describan la diversidad de un individuo.
Grandes fragmentos de estas piezas son lleno de repeticiones y esas han sido las regiones más difíciles de leer en el genoma humano.
Hasta 2021, cuando nuevas técnicas de secuenciación lograron capturar esas repeticiones.
“Es como si tuviéramos un mapa cartográfico del siglo XVIII que describe la geografía del mundo. Las formas de las costas en los continentes cercanos se descifraron por primera vez, y los vacíos se completaron a medida que se refinaba nuestra capacidad para resolver regiones ambiguas”. , dice el Dr. Corpas.
El avance clave logrado en 2021 por T2T, que se hizo oficial en 2022 con varios estudios publicados en la revista Science, fue la capacidad de leer con precisión fragmentos de ADN mucho más largos después de descubrir la forma mapear sus regiones repetitivas más misteriosas y olvidadas.
El consorcio T2T fue creado en 2018 por Adam Phillippy del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano en Maryland, EE. UU., y Karen Miga, genetista de la Universidad de California, Santa Cruz.
El T2T no fue un proyecto respaldado por miles de millones de dólares, sino su logro -poder leer un genoma humano completo-, fue considerado un hito.
Para secuenciarlo, los científicos utilizaron una especie de “atajo”.
Las células humanas normales son diploides, lo que significa que tienen dos copias de cada tipo de cromosoma. Tanto el padre como la madre aportan cada uno un cromosoma a cada par.
Pero las células que el equipo de T2T usó para su secuenciación solo contenían un conjunto de cromosomas heredados del padre. Esto facilitó la reconstrucción de la secuencia precisa, pero también significó que el genoma T2T no puede revelar cómo varía el ADN dentro de una persona.
Es decir, a pesar del enorme avance de T2T, el genoma que secuenciaron es una versión única de un genoma que no representa a un ser humano que ha vivido. No es “el” genoma humano.
Pero este genoma secuenciado ahora sentará las bases para una nueva investigación genómica.
Con la capacidad de leer el genoma humano completo, los científicos ahora esperan poder secuenciar los genomas de personas de varias poblaciones alrededor del mundo para construir una imagen real de la diversidad genética de nuestra especie.
En otras palabras, el verdadero logro será poder leer varios genomas que nos permitan ver cómo varían sus regiones dentro de una persona, de una persona a otra, de una población a otra, o de una especie a otra.
“Hay muchas variantes o diferencias en cada organismo, unos 5 millones en cada humano. La gran mayoría de las variantes no producen ningún efecto, pero un pequeño porcentaje sí”, explica el Dr. Manuel Corpas.
“Comprender el efecto que provocan estas variantes y cómo condicionan la función del organismo es una de las principales fronteras del conocimiento del genoma, pero no la única”.
“Aclarar qué predisposición a enfermedades comunes y raras Es por tanto uno de los principales objetivos a alcanzar”.
“Otro objetivo importante es entender cuántas de las variantes que determinan la aparición del cáncer evolucionan dentro del organismo para producir tumores”, añade el experto.
Pangenoma humano
Un nuevo esfuerzo en este sentido es el de los científicos del llamado Consorcio de Referencia del Pangenoma Humano.
Junto con T2T, PanGenome Consortium espera secuenciar los genomas de unas 450 personas de todo el mundo para comprender mejor cómo varía el ADN dentro de una persona y de una persona a otra.
Uno de los principales objetivos de este conocimiento será identificar las variantes que contribuyen al riesgo de enfermedad de una persona y tener una medicina personalizada en el futuro.
“Poder desarrollar terapias contra el cáncer personalizadas para el paciente es un área muy activa, al igual que la farmacogenómica, es decir, cómo influye la genética en nuestra dosis óptima o incluso en una reacción adversa a los fármacos”, explica el catedrático de genómica Manuel Corpas. .
Asimismo, explica el experto, se está trabajando en modificar nuestro código genético con técnicas como CRISPR, cuyo objetivo es “editar” los genes para eliminar y corregir las fallas que provocan enfermedades.
Pero esto, apunta Manuel Corpas, “Es solo la punta del iceberg”: La medicina del futuro se basará en la genómica y en cómo la información genética se hereda y modifica de una generación a la siguiente.
Los esfuerzos científicos ahora se centran en comprender cómo varía el ADN dentro de una persona y de una persona a otra.
Los logros
Mucho de lo que se prometió en 1990 cuando se lanzó el Proyecto Genoma Humano ya se ha logrado.
Hoy sabemos mucho más sobre las funciones de muchos genes y su papel en enfermedades que van desde el cáncer de mama hasta la esquizofrenia.
Sin embargo, en la práctica, la medicina genómica no podía llegar muy lejos ya que se ha descubierto que la mayoría de las enfermedades están afectadas por cientos de genes.
Hay muy pocas enfermedades hereditarias causadas por un solo gen defectuoso, y el uso de pruebas genéticas para evaluar a las personas en riesgo de enfermedades raras se usa en gran medida solo para las personas que se consideran de mayor riesgo.
Pero la genética ha conseguido cambiar nuestra comprensión de la evolución humana.
Por ejemplo, ahora sabemos que nuestros antepasados se mezclaron con otros homínidos como los neandertales.
La pregunta que surge es si con nuevas iniciativas, como el proyecto Pangenoma Humano, finalmente seremos capaces de completar el genoma humano.
La respuesta es no.
La razón es que no hay un solo genoma humano. El ADN de todos es diferente y esas diferencias son importantes.
“Todos tenemos un genoma único que determina nuestra respuesta a patógenos, enfermedades, fármacos, etc.”, explica el Dr. Corpas.
“Llegará un momento en que el genoma de referencia sea el de cada persona, un genoma único para que cada individuo detecte y prediga la enfermedad antes de que aparezcan los síntomas.
“Mientras tanto, ya podemos hacer mucho con las variaciones comunes que encontramos en las poblaciones de individuos en diferentes proporciones”.
“Estas variaciones nos ayudan a comprender por qué los asiáticos son menos tolerantes al alcohol o la lactosa y por qué los europeos son más sensibles al cáncer de piel”, dice el profesor de genómica.
Por lo tanto, solo entenderemos realmente el genoma cuando tengamos un registro de cómo varía de persona a persona y de población a población.
En resumen, mientras haya humanos habrá nuevos genomas, y nunca terminaremos de leer el genoma humano.
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