Los genomas de 47 personas revelan el «código de instrucciones» humano más completo hasta la fecha

Un equipo internacional formado por decenas de científicos de diferentes centros (incluido el Supercomputing Center de Barcelona) ha conseguido el primer pangenoma: una herramienta que contiene datos genómicos casi completos de 47 personas (94 genomas humanos en total, ya que cada una lleva dos copias, una legada del padre, otra de la madre) cuya ascendencia se remonta a diferentes poblaciones de todo el mundo.

Los resultados y sus primeras aplicaciones acaban de publicarse en cuatro estudios en la revista ‘Nature’.

«Todo el mundo tiene un genoma único, por lo que el uso de una única secuencia genómica de referencia para cada persona puede generar sesgos en los análisis genómicos», explica Adam Phillippy, investigador principal en la Rama de Genómica Computacional y Estadística dentro del Programa de Investigación Intramural del NHGRI y coautor del estudio principal. «Por ejemplo, predecir una enfermedad genética podría no funcionar tan bien para alguien cuyo genoma no es tan parecido al genoma de referencia».

De hecho, ya se conocen casos concretos: el riesgo de sufrir angioedema (inflamación de las capas profundas de la piel), provocado por inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina, usados en fármacos para evitar la tensión arterial, es tres veces superior en los pacientes negros que en los de otra raza.

Otra reacción originada por los medicamentos cardiovasculares, la tos, es también casi tres veces más frecuente en los enfermos asiáticos que entre los de raza blanca.

«En lo substancial, nos parecemos al 99,9% cuando comparamos cualquier par de seres humanos. Pero si tenemos 3.000 millones de pares de letras en nuestro genoma (3.000 de nuestra madre, y otros 3.000 millones de nuestro padre) esto representa entre 3 y 6 millones de letras que, como mínimo son distintas entre cualquier par de seres humanos», explicó a ABC Lluis Montoliu, investigador y vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), y en el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Raras (CIBERER-ISCIII).

«Entre esas diferencias se hallará la responsable de la enfermedad congénita que padezcamos. Encontrarla implica saber comparar con secuencias no asociadas a la enfermedad y tener en cuenta toda esa variabilidad individual que, hasta ahora, habitualmente no teníamos en cuenta sistemáticamente en los análisis genéticos. Esa es la principal novedad del pangenoma».

En busca del ADN

Las muestras para elaborar estos primeros 47 genomas (que se pretenden ampliar hasta los 350 en 2024) se extrajeron de personas que participaron en el Proyecto 1000 Genomas, un esfuerzo internacional completado en 2015, que pretendía reflejar la mayor diversidad posible.

Un millar de personas donaron parte de su ADN, la mayoría para que cualquier investigador pueda acceder a ellas de forma libre, con el objetivo del avance científico.

Esta iniciativa ha llevado a diferentes hallazgos como que cada individuo sano porta en su genoma, por término medio, alrededor de 150 anomalías que provocan la finalización prematura de proteínas (que generan enfermedades como el Alzheimer, Parkinson o el Huntington) y otras 30 implicadas en la aparición de enfermedades raras.

También se ha confirmado el origen único de todos los humanos actuales en un antepasado común de hace entre 150.000 y 200.000 años.

Genoma desplegable

Esos hallazgos se llevaron a cabo a partir de comparaciones aisladas. Ahora, el Consorcio del Pangenoma Humano ha creado una sola herramienta que se muestra como una línea en las áreas donde las secuencias tienen las mismas bases (las ‘letras’ que conforman nuestro ADN) y se expanden en las áreas donde existen diferencias. Algo así como un libro desplegable en el que leer el código de instrucciones humano.

La variación genómica puede ser pequeña, consistiendo en diferencias de sólo una o unas pocas ‘letras’ de ADN; o puede tratarse de trozos más grandes, llamadas variantes estructurales, con 50 pares de bases o más de diferencia.

En el caso de estas últimas, los científicos saben que pueden tener importantes implicaciones para la salud. Sin embargo, hasta ahora, los investigadores no han podido identificar más del 70% de ellas porque solo tenían un genoma de referencia.

Con el pangenoma se han añadido 119 millones de nuevas bases de las que aproximadamente 90 millones se derivan de la variación estructural.

Aquí los investigadores han observado que la variación genómica de estos trozos cambiantes es muy compleja y puede ser de diferentes tipos: desde inversiones de secuencias a inserciones, pasando por eliminaciones o repeticiones en tándem (un segmento de dos o más bases repetidas numerosas veces).

Estas nuevas bases ayudarán a los investigadores a estudiar regiones del genoma para las que antes no había referencia y, potencialmente, podrán asociar variantes estructurales con enfermedades en estudios futuros.

«Ahora, podemos mapear a más variantes estructurales, por lo que estamos encontrando características y áreas en el genoma que simplemente no estaban allí antes», explica Karen Miga, de la Universidad de California en Santa Cruz, y una de las principales impulsoras primero en completar el genoma humano en 2021 y ahora en el primer borrador del pangenoma.

«Es emocionante porque nos permite observar la regulación genética de una manera única que no podíamos estudiar antes, porque esas áreas probablemente se habrían mapeado de manera inapropiada o simplemente se habrían ignorado por completo».

Cada ser humano lleva un par de cromosomas: un juego heredado de la madre y otro del padre. Los genomas individuales presentes en la referencia del pangenoma contienen información resuelta por haplotipos, lo que significa que puede distinguir con confianza los dos conjuntos parentales de cromosomas (es decir, no sólo de los 47 individuos, sino 94 correspondientes a sus padres) es una gran hazaña científica.

Tener esta información ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se heredan varios genes y enfermedades.

La búsqueda no termina

«Desde el año 2000, hemos tenido una serie de representaciones cada vez más precisas de un genoma», explica David Haussler, director científico del Instituto de Genómica de la UCSC (Universidad de California en Santa Cruz), quien dirigió el equipo de esta casa de estudios en el Proyecto Genoma Humano original y asesora sobre el proyecto pangenoma. «Pero no importa con qué precisión representes un genoma, eso no simbolizará a toda la humanidad. Con esto estamos en un punto de inflexión: ya no es la genómica del único genoma humano estándar, sino la genómica para todos».

Los siguientes pasos llegarán de la mano de la ampliación de la muestra, si bien no solo con la información del Proyecto 1000 Genomas, que se fijó en particular en personas de ascendencia africana y del Medio Oriente. «Estamos, sin duda, ante una potente y nueva era de la medicina», resaltó Karen Miga.

Fuente: ABC.es