20 años del genoma humano

Por Lluis Montoliu, el 15 febrero, 2021. Categoría(s): diagnóstico genético • genética • historia de la ciencia ✎ 3
Fragmento del segundo exón del gen ACE2 humano, que codifica el receptor ACE2 que es el que utiliza el coronavirus SARS-CoV-2, causante de la pandemia COVID-19, para entrar en las células humanas. Fuente: EMBL. Imagen: Lluís Montoliu.

Hoy, 15 de febrero, hace exactamente 20 años aparecieron publicados en las revistas científicas Science y Nature sendos artículos con el primer borrador del genoma humano. Se publicaron dos artículos y no uno solo porque hubo dos iniciativas, dos proyectos, que caminaron en paralelo, en aparente competencia, pero que en el fondo se necesitaban mutuamente. La iniciativa privada estaba liderada por el científico visionario Craig Venter, al frente de su empresa Celera Genomics Corp., y publicó sus resultados en el artículo de Science (que en realidad apareció publicado el 16 de febrero de 2001, dado que Science siempre sale los viernes, mientras que la revista Nature sale publicada los jueves). La iniciativa pública estaba liderada por Francis Collins, Director del NIH, en colaboración con el Instituto Sanger británico y muchos otros centros e investigadores de todo el mundo, y sus resultados aparecieron en el artículo de Nature. La iniciativa privada era más rápida y eficaz secuenciando, con su fuerza bruta, multiplicando los secuenciadores que fueron capaces de hacer funcionar en paralelo. La iniciativa pública había elaborado previamente un mapa físico y genético del genoma humano, lo había cartografiado, una referencia que resultó extraordinariamente útil a la iniciativa privada para poder ir ubicando los centenares de miles de fragmento de ADN que iba generando sin cesar. Ambas dos iniciativas se necesitaban. El anuncio anticipado de la publicación del genoma humano se había hecho unos meses antes, el 26 de junio de 2000, en una famosa conferencia de prensa desde la Casa Blanca auspiciada por Bill Clinton y Tony Blair, con la presencia de Craig Venter y Francis Collins, de la cual también se cumplieron 20 años hace ocho meses.

Portadas de las revistas Nature y Science, publicadas los días 15 y 16 de febrero de 2001, que incluían el primer borrador del genoma humano.

Quien esté interesado en recordar detalles y anécdotas de la competición/colaboración que se estableció entre las dos iniciativas, privada y pública, que se lanzaron a secuenciar el genoma humano, desde el proyecto inicial, que se ideó a mediados de los años 80 y empezó a cristalizar a principios de los años 90, hasta la obtención del primer borrador del genoma humano, recomiendo la lectura de dos libros que recogen dos visiones de esta historia, las dos exquisitamente contadas por Kevin Davies (que fue editor fundador de la revista Nature Genetics) y por John Sulston (que fue Director del Instituto Sanger), junto a la escritora científica Georgina Ferry.

En 2001, hace 20 años, el borrador publicado todavía contenía muchas regiones sin completar y no estaban todos los fragmentos de ADN secuenciados ensamblados adecuadamente. El genoma humano, en su versión consolidada, no se completaría hasta abril de 2003. Se anunció el 14 de abril de 2003 y apareció publicado en la revista Nature el 24 de abril de 2003, en el 50 aniversario de la publicación de la estructura del ADN por James Watson y Francis Crick, también en Nature.

Hoy en día podemos consultar el genoma humano libremente, usando diversos portales bioinformáticos (ENSEMBL, NCBI, UC Santa Cruz) que permiten acceder fácilmente a cualquier parte del genoma, y extraer o analizar la secuencia ahí depositada. El tamaño de nuestro genoma de referencia es de 3.272.116.950 pares de bases. Superada la sorpresa inicial, cuando se esperaba que el número de genes fuera cercano a los 100.000, hoy sabemos que tenemos exactamente en el genoma de referencia 20.440 genes.

Rrepresentación gráfica de la ubicación del gen ACE2 en el cromosoma X humano. Fuente: EMBL.

En estos 20 años la genómica ha revolucionado la biología y la medicina. Conocemos nuestro propio genoma, y el de muchas otras especies de animales y plantas. Podemos compararlos y analizar como han ido apareciendo, desapareciendo y adaptándose los diversos genes en los diversos linajes de seres vivos. Hay ya más de 30 millones de personas cuyo genoma ha sido secuenciado, lo cual ha permitido avanzar enormemente hacia la tantas veces anunciada Medicina Personalizada de Precisión. Hemos aprendido que nuestros genomas, los de cualquier persona del mundo, con nosotros, se parecen al 99,9%. Es decir, que apenas nos diferenciamos en un 0,1%, por muy diferente que pueda ser nuestro aspecto externo, nuestro color de piel, color y forma del pelo o del cuerpo, caracteres que suelen estar gobernados por un reducido número de genes que acumula muchas variantes genéticas responsables de la variabilidad fenotípica que observamos. Digámoslo una vez más, para que quede claro. No existen las razas humanas, existen poblaciones en las que aparecen grupos más o menos definidos de variantes genéticas que pueden determinar un aspecto y características externas reconocibles. Las poblaciones humanas son mucho más parecidas entre ellas de lo que hace años se sospechaba.

Son muchos los beneficios que hemos podido obtener de la secuenciación del genoma humano, pero también muchos y novedosos los problemas y dilemas éticos que han aparecido por el camino. Uno de los resultados más tangibles ha sido poder diagnosticar genéticamente a muchos pacientes que antes quedaban sin diagnosticar, en especial todos aquellos afectados de alguna enfermedad rara congénita, de la que resultaba muy difícil establecer la causa molecular subyacente de la patología, y que ha permitido tener conocimiento de por lo menos 4.377 enfermedades de base genética que están anotadas en la base de datos de OMIM. Los retos que nos quedan ahora están recogidos en los objetivos del Consorcio Internacional de Investigación en Enfermedades Raras (IRDiRC), que tiene entre su objetivos, para 2017-2027 lograr diagnosticar todos los pacientes de alguna enfermedad congénita conocida en menos de un año, tarea en la que actualmente invertimos unos cinco años de promedio en España.

El conocimiento del genoma humano también ha permitido descubrir determinantes genéticos que protegen o facilitan la infección por el coronavirus causante de la COVID-19, y que permiten explicar por qué no todas las personas sufren la enfermedad por igual ni tienen el mismo pronóstico, que puede oscilar desde una infección asintomática hasta el ingreso en UCI y, en el peor de los casos, la muerte.

La medicina personalizada y de precisión (MPP) no existiría sin el conocimiento de nuestro genoma. La genómica nos permite anticipar qué tipo de tratamiento debe administrarse a un paciente de una determinada enfermedad, en función de las variantes genéticas que porte. Se dejan a un lado los tratamientos genéricos y se opta por seleccionar, con mayor precisión, los mejores tratamientos que correspondan para cada genotipo.

Junto con los beneficios también llegaron los problemas éticos que ahora han aparecido y antes no teníamos, sobre cómo gestionar adecuadamente toda esta inmensa cantidad de información genética privada, respetando la privacidad y, a la vez, favoreciendo la colaboración internacional y garantizando el máximo beneficio para los pacientes. Resulta irónico cómo se ha roto la promesa que lanzaron los pioneros de la secuenciación del genoma, defensores a ultranza de la compartición de todos los datos genómicos generados, mientras que ahora resulta tremendamente complicado, y a veces imposible, desarrollar colaboraciones entre centros situados en diferentes países que trabajan en una misma enfermedad, ante la obligación de respetar la confidencialidad y la estricta aplicación del Reglamento General de Protección de Datos (RGPD) en la Unión Europea.

La popularización de los test genéticos directos al consumidor, como los lanzados por la empresa 23andme y otras empresas, con millones de clientes, también ha supuesto una novedad que ha trastocado los cimientos de la relación paciente-médico, incorporando una nueva relación entre personas-empresas, por las que los consumidores obtienen alguna información de interés, histórica, de los ancestros y sobre todo familiar, o sobre susceptibilidad o posibilidad de desarrollar alguna enfermedad, pero que sin embargo no tiene validez médica, mientras que estas empresas obtienen algo mucho más preciado de los consumidores, su ADN, su genoma, el de millones de clientes con los que poder ofrecer perfiles terapéuticos a las empresas farmacéuticas interesadas o analizar, por ejemplo, la respuesta de millones de personas a la infección por el coronavirus SARS-CoV-2, causante de la pandemia COVID-19.

Otro problema que tenemos sobre la mesa es garantizar la equidad de acceso a obtener las secuencias de genomas de muchas más personas, de más orígenes diversos, de poblaciones diferentes, todavía no conseguida. La necesidad de tener numerosos genomas de referencia, que reflejen la diversidad genética de la humanidad, todavía demasiado sesgada hacia personas anglosajonas, sin tener en cuenta las variantes genéticas propias de poblaciones de países menos favorecidos y desarrollados (África, Sudamérica, sudeste asiático…) pero en los que habita la mayor parte de la humanidad.

Y por último, mirando a nuestro país, en el año 2021, veinte años después de conocer el genoma humano, y con la cantidad de aplicaciones y usos que hemos podido derivar de este conocimiento, sigue siendo inconcebible que seamos prácticamente el único país de nuestro entorno que no tenga reconocida todavía la especialidad de Genética Clínica, como reclaman muchas asociaciones, como la Asociación Española de Genética Humana.



3 Comentarios

  1. Excelente revisión de lo acontecido en las dos décadas posteriores a la publicación del primer borrador del genoma humano; me será de gran utilidad para preparar mis clases de genética.
    Felicidades al autor por la claridad de la explicación y la selección de los acontecimientos.

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