“Haber secuenciado todo el genoma humano ayudará a evitar varias enfermedades”

Tuvieron que pasar 21 años desde la publicación del borrador del primer genoma humano por parte de un grupo de científicos para que el “manual de instrucciones del ser humano” por fin esté realmente completo.

Es que en junio de 2000, el Proyecto Genoma Humano (HGP) y la empresa privada Celera Genomics anunciaron el primer “borrador” del genoma humano, el resultado de 10 años de trabajo y 3000 millones de dólares invertidos que fue catalogado como una de las grandes hazañas de exploración de la historia, porque en lugar de haber iniciado una travesía a un planeta lejano, el HGP fue un viaje interno de descubrimiento del mapa de todos nuestros genes, los de nuestra propia especie, el Homo sapiens.

Luego de ese “borrador”, en 2003, el grupo había determinado el orden de casi 3 mil millones de bases de ADN, lo que nos dio la capacidad, por primera vez, de leer el modelo genético “completo” de la naturaleza para construir un ser humano. Pero ese genoma humano realmente no estaba completo: contenía lagunas que representaban aproximadamente el 8% del genoma. Estas lagunas se produjeron principalmente en áreas donde el ADN tendía a repetirse. Eso hizo que fuera difícil secuenciar con precisión utilizando la tecnología disponible, que rompería el genoma en trozos diminutos, secuenciaría esos trozos y luego los volvería a ensamblar.

¿Y por qué es importante haber descifrado ese 8% restante de nuestro genoma? Las áreas con bases de ADN repetidas, como las que faltan en el genoma de HGP, se han relacionado desde entonces con muchos problemas de salud, desde la ELA y la enfermedad de Huntington hasta el cáncer y el autismo. Al secuenciarlos, los científicos creen que podríamos estar mejor equipados para estudiar y tratar esas afecciones.

“La noticia de hoy es muy importante. Esta publicación, que debe ser revisada por pares, tiene detrás grandes grupos de trabajo y universidades que investigaron. Cada vez estamos llegando con más profundidad y precisión al conocimiento sobre nosotros mismos. Haber secuenciado todo el genoma humano ayudará a evitar varias enfermedades. Y también, entender los mecanismos de origen de una determinada patología, ayudará a la elaboración de fármacos más directos y precisos contra enfermedades para que tengan menor prevalencia”, explicó a Infobae el doctor Jorge Dotto, referente mundial como médico genetista, que cuenta con una amplia trayectoria en los Estados Unidos y en Europa.

Y agregó: “Esta información completa, nos permitirá tomar mejores decisiones sobre nuestro cuerpo, ya que cambia la percepción del desconocimiento que teníamos. Por ejemplo, la decisión de qué alimentos nos hace falta comer para fortalecer nuestras defensas. En nuestro microbioma está el 80% de nuestro sistema inmune. Conocer con más profundidad la microbiota y qué probióticos, que son bacterias vivas, necesitamos incorporar nos va a ayudar a modular y hacer más eficaz el funcionamiento de nuestro sistema inmune, que podría ser más preciso para bajar la inflamación a nivel molecular en nuestro organismo ante una enfermedad”.

Además de ejemplificar con la microbiota intestinal, Dotto también hizo referencia a mejoras en el comportamiento de la piel y el sistema reproductivo femenino. “Tenemos que ayudar a que la gente se enferme menos, y este trabajo del secuenciamiento genético total nos va a ayudar a ello”, concluyó el especialista fundador del “Centro de Genética” una empresa de medicina de precisión, nutrición y alto rendimiento deportivo.

Los científicos del Consorcio Telomere-to-Telomere (T2T) terminaron la primera secuencia verdaderamente completa de 3.055 mil millones de pares de bases (bp) de un genoma humano, lo que representa la mayor mejora del genoma de referencia humano desde su lanzamiento inicial. El nuevo genoma es un salto adelante, según dijeron los investigadores, que fue posible gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación de ADN desarrolladas por dos empresas del sector privado: la californiana Pacific Biosciences, también conocida como PacBio, y la británica Oxford Nanopore. Sus tecnologías para leer el ADN tienen ventajas muy específicas sobre las herramientas que durante mucho tiempo se han considerado ñas fundamentales para los investigadores.

“Este 8% del genoma no se ha pasado por alto por su falta de importancia, sino por limitaciones tecnológicas”, escribieron los investigadores. “La secuenciación de lectura larga de alta precisión finalmente ha eliminado esta barrera tecnológica, lo que permite estudios completos de la variación genómica en todo el genoma humano. Dichos estudios requerirán necesariamente un genoma de referencia humano completo y preciso, lo que en última instancia impulsará la adopción del conjunto T2T-CHM13 que se presenta aquí”.

“Hoy se está utilizando una nueva tecnología portátil para estudiar el ADN. Es un secuenciador del tamaño de un celular que lee ADN y ARN. No hay que armar laboratorios de millones de dólares. No solamente sirven para estudiar el ADN, sino que también se pueden identificar microorganismos contaminantes en productos alimentarios. Se pasa la información genética por un tubo con corriente eléctrica, que genera información de la secuenciación de la muestra. Un avance fascinante que promete seguir asombrándonos”, afirmó Dotto.

El biólogo y doctor en ciencias Federico Prada, que actualmente es Decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas de la UADE, explicó a Infobae que en 2003, con la secuenciación completa del genoma, se propusieron dos proyectos nuevos que derivaron en este descubrimiento.

“Uno fue aumentar la cantidad de genomas. No solamente secuenciar un genoma, sino tratar de entender la variabilidad presente en el ser humano y con eso, poder entender cuáles son las variantes que determinan nuestros fenotipos, como desarrollar determinada enfermedad, correr más rápido o tener más memoria, por ejemplo. Eso se llama hacer hablar al genoma. Y el segundo objetivo fue pulir la lectura de la secuencia para que no haya baches o lagunas. Eso nos llevó casi 20 años. Eso nos sirve para tener un genoma de referencia, que nos permita comparar todos los estudios genéticos y genómicos que se realizan, este patrón o gold standard, lo que nos permite sacar muchas conclusiones a futuro”.

Y completó: “Tener la lectura completa es un excelente paso. Pero la limitación hoy está en la funcionalidad del genoma. Tenemos que seguir interpretando más la información de cómo funciona nuestro genoma. En qué funciones participa esta información clave que nos hace ser lo que somos.

Las empresas Pacific Biosciences (PacBio), con sede en California, y Oxford Nanopore, con sede en el Reino Unido, utilizaron diferentes tecnologías en conjunto para descifrar ese 8% genético faltante. PacBio usó un sistema llamado HiFi , donde los pares de bases circulan, literalmente como círculos, hasta que se leen en su totalidad y en alta fidelidad, de ahí el nombre. El sistema se remonta a unos pocos años de uso y representa un gran paso adelante para “leer” tanto en longitud como en precisión de las secuencias más largas.

Mientras tanto, Oxford Nanopore utiliza corriente eléctrica en sus dispositivos patentados. Las hebras de pares de bases se presionan a través de un nanoporo microscópico, solo una molécula a la vez, donde una corriente las golpea para observar qué tipo de molécula son. Al eliminar cada molécula, los científicos pueden identificar la hebra completa.

Los seres humanos tienen 46 cromosomas, en 23 pares, que representan decenas de miles de genes individuales. Cada gen consta de varios pares de bases compuestos de adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Hay miles de millones de pares de bases en el genoma humano. Pero el genoma que los investigadores secuenciaron no provino de una persona, sino de una mola hidatiforme, una masa o crecimiento poco común que se forma dentro del útero al comienzo de un embarazo. Este tejido se forma cuando el espermatozoide fertiliza un óvulo sin núcleo, por lo que contiene solo 23 cromosomas, como un gameto (esperma u óvulo), en lugar de los 46 que se encuentran en el ADN de una célula humana. Estas celdas simplifican el esfuerzo computacional pero pueden constituir una limitación.

El consorcio explicó que su trabajo aumentó el número de bases de ADN de 2,92 mil millones a 3,05 mil millones, un aumento del 4,5%, y que el recuento de genes que codifican proteínas aumentó solo un 0,4%, a 19.969. De acuerdo a los exprtos, el trabajo podrá conducir también a otros nuevos conocimientos, incluidos los relacionados con la forma en que se regulan los genes.

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