Diez años después de descifrado, el genoma humano aún no aportó beneficios

Diez atrás, se tranquilizaron los ánimos en la carrera por la decodificación del genoma de la especie humana. El entonces presidente de los Estados Unidos, Bill Clinton, anunciaban la Casa Blanca que se había completado el primer borrador del genoma, acompañado de los científicos principales que habían liderado la competencia: Francis Collins y Craig Venter.
Se trató de uno de los proyectos más ambiciosos de la humanidad, cuyas aplicaciones están en estudio aún. La competencia se había generado porque empezó como un proyecto público e internacional, y Venter salió a buscar la misma meta desde una empresa privada y con una tecnología diferente. El proyecto se terminaría definitivamente en 2003.
¿Sirvió para algo? “Sin dudas, fue útil”, respondió a Clarín el investigador del Conicet y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, Omar Coso. “Sabemos hoy cuántos genes hay. Conocemos más sobre funciones de los genes o sobre zonas del ADN que pensábamos que no servían para nada. Es decir, ahora sabemos cuáles son los límites del océano. Aunque por supuesto muchas de sus profundidades nos generarán sorpresa los próximos años”.
El proyecto genoma humano había empezado en 1989 con la idea de identificar las tres mil millones de unidades químicas en el conjunto de instrucciones genéticas humanas. En 1998 se sumó el proyecto privado de la empresa Celera Genomics de Venter, con la vista puesta incorporar las secuencias del genoma a las bases de datos y patentarlas. Hasta que en 2000 se anunció públicamente la terminación del primer borrador del genoma humano secuenciado que localizaba a los genes dentro de los cromosomas. En febrero de 2001, las dos prestigiosas publicaciones científicas, Nature y Science, publicaron la secuenciación definitiva, con un 99.9% de fiabilidad y un año de antelación a la fecha prevista.Se pensaba que esa información serviría para aclarar las raíces de las enfermedades y sus tratamientos, como el cáncer y la diabetes. Pero muchas de esas enfermedades, diez años después no tienen curas para todos, aunque sí existe un mejor manejo de los síntomas en muchos casos. Y los investigadores admiten que el conocimiento no se ha trasladado al campo de las aplicaciones. Hasta el mismo Craig Venter sostiene que “los principales beneficios del proyecto del genoma humano todavía no han alcanzado a la población”, según le dijo a Clarín, tal como se informó en la edición del 6 de junio pasado. Hace 10 años, Clinton había dicho que la decodificación “revolucionará el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de la mayoría de las enfermedades humanas, cuando no de todas”.
El proyecto tuvo un costo de 3.000 millones de dólares. Y sus usos están en camino. En cuanto a los diagnósticos, por ejemplo, hay intentos de desarrollar pruebas para realizar predicciones genéticas de problemas cardíacos. Un equipo médico dirigido por Nina Paynter del Hospital de Mujeres Brigham de Boston reunió 101 variantes genéticas que habían sido vinculadas estadísticamente a afecciones cardíacas en distintos estudios de escaneo del genoma. Pero las variantes demostraron no tuvieron ningún valor en la predicción de enfermedades en 19.000 mujeres que habían sido seguidas durante 12 años, según informó el diario The New York Times. El anticuado método de tener en cuenta los antecedentes familiares sirvió mejor como orientación.
¿Qué pasó en la última década? Se generó un aluvión de descubrimientos de mutaciones causantes de enfermedades, resaltó la doctora Raquel Dodelson de Kremer, del Centro de Enfermedades Metabólicas de Córdoba, que funciona en el Hospital de Niños. “Estamos viviendo una época post-genómica muy interesante, en la que se descubren cada día más mutaciones (algunas protegen y otros nos ponen en riesgo) y otros detalles insospechados”. Mucho queda por hacerse y por revelar. Pero, entre otros logros, el proyecto del genoma permitió comprender que los seres humanos y otros animales tienen en gran medida el mismo conjunto de genes que codifican proteínas. Aunque algo nos diferencia: el conjunto humano es regulado de una manera mucho más complicada, mediante el uso elaborado del ARN, la molécula compañera del ADN.

clarin.com

El genoma cumple años: con logros, pero más promesas

MADRID ( El País ).- La primera sorpresa que dio el Genoma Humano fue el hecho de que las personas no tienen 100.000 genes, o más, como se había especulado, sino sólo unos 26.000, más o menos como un ratón y no muchos más que un gusano. Tampoco esperaban los científicos que la variabilidad genética entre individuos fuera tan pequeña como el 0,1% (o poco más, según los últimos análisis).
La biología ha aprovechado intensamente el tremendo logro de transcribir los genes humanos en sus letras químicas, y se han abierto nuevas vías de ataque a enfermedades como el cáncer, pero la gran revolución médica asociada al genoma sigue teniendo mucho de promesa, alcanzable, pero pendiente aún.
A dos meses vistas del décimo aniversario del Genoma Humano, cuyos borradores se presentaron a bombo y platillo el 26 de junio de 2000 en la Casa Blanca, los científicos celebran ahora la década y reflexionan sobre el logro, sus impactos y sus perspectivas.
Los avances científicos y tecnológicos derivados son espectaculares, pero Francis Collins, que lideró el consorcio público del Genoma Humano, reconoce que este macroproyecto científico todavía no ha tenido un efecto directo en la salud de la mayoría de las personas, y que ´quienes esperaban, de alguna manera, resultados espectaculares de la noche a la mañana pueden sentirse decepcionados, pero deben recordar que la genómica obedece a la Primera Ley de la Tecnología: siempre sobreestimamos los impactos a corto plazo de las nuevas tecnologías y subestimamos sus efectos a largo plazo´.
La revista Nature se ha adelantado en la celebración de la década del gran proyecto mundial de la biología con una sección especial en que Collins, Craig Venter (el líder del proyecto privado del Genoma Humano) y otros expertos reflexionan sobre las lecciones aprendidas y las perspectivas. Venter, que en aquel momento dirigía la empresa Celera y que aceleró el logro del Genoma Humano al anunciar su objetivo de secuenciar todos los genes del hombre con una revolucionaria tecnología, destaca los avances espectaculares que se han producido en la capacidad de leer las letras químicas de los genes, con una drástica reducción de precio y una no menos importante economía de tiempo.
Se han hecho ya genomas de miles de organismos, dice Venter, y hoy es posible secuenciar el genoma de una persona en un día por mil dólares, ´pero todavía queda un trecho hasta que esto pueda tener un efecto significativo en la medicina y la salud´. Ahora se plantea un reto mucho mayor, que es lograr el fenotipo de las personas, es decir, descifrar los mecanismos de expresión de los genes, lo que debe revelar la relación entre las variaciones genéticas humanas, la fisiología y la enfermedad.
´La revolución del genoma está apenas empezando´, afirma. La capacidad creciente de los ordenadores, además, está jugando un papel crucial al permitir la exploración y comparación de los genomas e incluso se empieza a plantear la simulación efectiva del funcionamiento de organismos vivos.
También Collins hace hincapié en los avances tecnológicos de la genómica, hasta el punto de que el coste de la secuenciación, dice ha bajado unas 14.000 veces entre 1999 y 2009. ´Ahora existen ya las secuencias [de los genomas] de 14 mamíferos y borradores o genomas completos de muchos otros vertebrados, invertebrados, hongos, plantas y microorganismos´, dice.
´La genómica comparativa ha emergido como enfoque poderoso para comprender la evolución y las funciones de los genes a un nivel de detalle prácticamente inimaginable hace pocos años´. Por cierto, se han secuenciado hasta el momento los genes de 13 personas, incluido el mismo Venter y el arzobispo sudafricano Desmond Tutu (por quien Collins reconoce una gran admiración).
Varios proyectos en marcha están enfocados a la comprensión de funciones de los genomas -no sólo de pequeños segmentos del mismo- y ya se han desvelado variaciones del ADN con un papel importante en el riesgo de padecer enfermedades cardíacas, diabetes, cáncer o trastornos autoinmunes, señala Collins.
También ha sido notable el efecto del Genoma Humano en el diseño de nuevos fármacos, dice este investigador, que ahora dirige los Institutos Nacionales de Salud, nombrado por el presidente Barack Obama.
Así que sí que ha tenido repercusiones importantes el genoma en la medicina. A lo que Collins y lo que los demás expertos que escriben en Nature se refieren cuando reconocen que todavía está pendiente la medicina genómica es su práctica personalizada, clínica y preventiva. Habrá que esperar para que el médico tenga el genoma del paciente en su historial y pueda diagnosticar, prevenir y tratar con él.
Otra revolución pendiente, dice Collins, será el desarrollo de terapias para numerosas enfermedades basadas en el conocimiento molecular detallado de la patogénesis de cada una. Su reflexión sobre la década del genoma concluye con un ´estoy dispuestos a apostar que lo mejor está aún por llegar´.
´La era de la nueva biología -genómica, proteómica y metabolómica- comenzó con la secuenciación del genoma humano hace poco más de una década´, escribe en Nature Robert Weinberg, investigador biomédico del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
´Sus éxitos son indiscutibles: miles de programas de investigación, mucho enfocados a la identificación y caracterización de genes específicos, se han beneficiado enormemente de la creación y estudio de esa base de datos´.
Cuando, en la década de los noventa, Venter lanzó el reto de secuenciar el genoma humano en Celera Genomics, el proyecto público llevaba años atascado por la magnitud del trabajo, la escasez de fondos y la deficiente organización internacional para acometerlo.
Pero surgió el temor de que tuviera éxito una empresa de carácter privado, y la maquinaria internacional se empezó a mover a otro ritmo: mejoraron las tecnologías y se organizaron grupos de investigación de todo el mundo dedicados a secuenciar el genoma humano.
Bajo la dirección de Collins, y con el debido apoyo económico y político, se relanzó el proyecto. Al final el éxito fue compartido entre los proyectos público y privado. Sus dos líderes, Collins y Venter estaban aquel 22 de junio de 2000 en el despacho oval de la Casa Blanca, anunciando al mundo que habían deletreado los genes del ser humano.
En realidad aquella presentación fue prematura, puesto que aunque los científicos lo llamaron ´borrador´ del genoma, pasaron varios meses hasta que se completaron y organizaron los datos para que realmente lo fuera.
Una de los mayores impactos que ha tenido la secuenciación del genoma ha sido el descubrimiento del papel determinante de lo que hace 10 años se consideraba ADN basura y que ha resultado no ser basura en absoluto, sino todo lo contrario.
Esas secuencias de material genético que aparentemente no servían para nada por no contener instrucciones para producir directamente proteínas, son clave en el rompecabezas de los organismos vivos porque regulan la expresión de otros genes, coinciden los expertos. La complejidad de la biología parece haber crecido en varios órdenes de magnitud, resume Erika Check Hayden, de la revista Nature.
Su colega Alison Abott ha indagado entre un puñado de personajes clave del proyecto Genoma Humano, en el equipo de Collins y en el de Venter, para recuperar la memoria de los acontecimientos y su evolución.
Los testimonios del matemático de Celera, Gene Meyers; la bióloga Jane Rogers, que tuvo que aprender a gestionar un proyecto de gran ciencia como aquel; el pionero de las patentes de material biológico Robert Millman; el precursor de la secuenciación John Sulston y el enlace clave con los grupos japoneses Todd Taylor, recuperan un momento en la historia de la biología que ya parece lejana, aunque sólo han pasado 10 años.
Alicia Rivera
©EDICIONES EL PAIS, SL.

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"El cáncer es un experimento evolutivo"

Nora Bär
LA NACION
Como no podía ser de otro modo, tratándose de un físico, John Quackenbush llegó a la biología... por azar: tuvo una novia bióloga mientras hacía su tesis de doctorado.
"Solía sentarme en su laboratorio -recuerda- resolviendo oscuros problemas matemáticos mientras ella estudiaba la regulación hormonal de la expresión genética en cucarachas. Así descubrí que mis habilidades cuantitativas podían tener un impacto muy positivo en la investigación biológica..."
En las últimas dos décadas, las capacidades del hoy director del Centro de Biología Computacional del Instituto Dana-Farber de Investigación en Cáncer, de la Universidad de Harvard, así como la de otros ingenieros, matemáticos y especialistas en ciencias de la computación revolucionarían el estudio de los sistemas biológicos que originan un amplio rango de enfermedades humanas, gracias al aporte de nuevas formas de analizar grandes volúmenes de datos y al desarrollo de tecnología de última generación y herramientas de software.
La semana última, Quackenbush estuvo en Buenos Aires para dar una conferencia en el marco del Programa de la Universidad de Harvard de Formación para Líderes de la Salud de América latina.
-Doctor Quackenbush, ¿este enfoque interdisciplinario anticipa una revolución en la medicina?
-Si uno mira los primeros días de la biología molecular, se encuentra con personas como Max Delbrück, un físico. Hay una larga historia de físicos que pierden su camino, tropiezan con la biología y hacen contribuciones importantes [bromea]. Los físicos, ingenieros y matemáticos tenemos capacidades críticas para encontrar patrones de datos y desarrollar modelos que nos pueden ayudar a entender los sistemas biológicos. Pero para enfrentar la próxima generación de problemas, necesitaremos algo más que personas brillantes: tendremos que formar equipos de individuos con capacidades complementarias.
-¿Qué ofrece, por ejemplo, el análisis de la base de datos del genoma humano?
-El producto final del Proyecto Genoma Humano fue, en cierto modo, un gran catálogo de todos los genes de nuestra especie, que hoy se estiman en alrededor de 26.000. Cada uno de ellos fabrica diferentes proteínas y las activa o las silencia en los distintos tipos de células. Hoy se puede explorar un trozo de tejido y ver cómo se expresan los distintos genes en alrededor de dos días. Entonces, uno puede preguntarse en qué difiere un tejido sano de otro enfermo. Por ejemplo, el cáncer de mama, ¿es una sola enfermedad o son muchas? Y si son muchas, ¿cuáles son las diferencias entre los subtipos? Esto es, precisamente, lo que pudimos hacer: tomar una enfermedad, identificar cuatro o cinco subtipos, analizar la expresión de los patrones genéticos y luego encontrar cuáles son los que responderán a ciertas terapias, y no a otras.
-¿Es ésta la medicina "a medida" de cada paciente?
-Aunque creo que será muy difícil crear fármacos para pacientes específicos, lo que estamos viendo más y más es una expansión de los esfuerzos para obtener información genética de cada uno. En Dana-Farber, donde trabajo, lanzamos una iniciativa de genómica personal para obtener un perfil de más de mil diferentes marcadores o genes de cada persona que tratamos. Muchos de ellos representan objetivos para los cuales ya existen fármacos y esperamos ayudarlos a elegir terapias más efectivas. Nuestra meta es reunir un corpus lo suficientemente grande como para entender los mecanismos de la resistencia a la quimioterapia y ser capaces de atacarla.
-¿Estamos muy lejos de poder cartografiar nuestro genoma personal por mil dólares?
-El Proyecto Genoma Humano llevó 13 años y exigió analizar tres mil millones de bases. Para hacerse una idea del tamaño y de la complejidad del desafío, tres mil millones es el número de segundos que hay en 95 años, es una cantidad extraordinaria de información. Pero con la genómica pasa lo mismo que con las computadoras: la tecnología se desarrolla muy velozmente. Y si el genoma humano exigió equipos que llenaban galpones, hoy estamos secuenciando el genoma del cáncer de ovario con un instrumento que cabe en un escritorio y que puede secuenciar veinte veces el genoma humano en seis semanas por 60.000 dólares. Probablemente, sí, en menos de cinco años el costo de un genoma completo costará menos de mil. Y eso cambiará drásticamente cómo pensamos acerca de la medicina, de las terapias personalizadas, y también de la privacidad genética. Me imagino que cuando mi hijo de tres años y medio tenga 16, su página de Facebook tendrá su secuencia genética. Y cuando tenga 20, estará concertando citas por Internet de acuerdo con coincidencias de su perfil genético...
-¿Qué porcentaje de diferencia genética existe entre un tumor y un tejido sano?
-Esa es una pregunta muy difícil. Somos increíblemente similares. La diferencia entre dos genomas normales es de un décimo de un uno por ciento, o de una cada mil bases. Pero, incluso, eso son tres millones de diferencias. El cáncer es casi un experimento evolutivo. Las mutaciones empiezan a acumularse y hacen que la enfermedad se apodere de sistemas del organismo. Para entender las diferencias con el tejido normal necesitamos acumular datos de miles de pacientes. Si el mayor avance médico que vi en mi vida fue el test hogareño de embarazo, tal vez demos con «la piedra filosofal» del cáncer cuando seamos capaces de desarrollar tests semejantes para tomar decisiones terapéuticas o conocer nuestro riesgo de desarrollar un tumor...
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Descifran genoma del VIH

La investigación, realizada por expertos de la Universidad de Carolina del Norte (Estados Unidos), fue publicada en la revista especializada Nature y permitiría a los científicos acceder a información hasta ahora oculta sobre el virus del SIDA.
Se espera que este avance permita entender mejor cómo actúa el virus y acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos contra esta enfermedad hasta ahora incurable.
El procedimiento también podría servir para tratar otros virus, como el de la influenza y los microorganismos que causan el resfrío común, informaron los expertos.
En el artículo de la revista Nature, afirman que "los virus de ARN de una sola hebra (como el VIH) abarcan una amplia gama de agentes infecciosos que causan el resfrío común, el cáncer, el SIDA y otras enfermedades graves".
El VIH transporta su información genética con una estructura más complicada que la de otros virus. Al igual que la influenza, la hepatitis C y la poliomielitis, usa el ARN en lugar del ADN para transportar su información.
La información del ADN –que tiene dos hebras- es relativamente fácil de decodificar, pero la del ARN (ácido ribonucleico), de una sola hebra, es mucho más difícil.
Esperanzas
Por consiguiente, el haber descifrado el genoma completo permite acceder a nueva información y podría dar claves sobre el modo de operar del virus.
"Estamos esperanzados de que esto abra muchas oportunidades nuevas para el descubrimiento de medicamentos", dijo Kevin Weeks, quien dirigió el estudio. "Tenemos una lista enorme de cosas que podemos intentar", añadió.
Estamos esperanzados de que esto abra muchas oportunidades nuevas para el descubrimiento de medicamentos.
Kevin Weeks, Universidad de Carolina del Norte
"Hay demasiada estructura en el genoma de ARN del VIH, que jugaba anteriormente un papel casi desconocido en la expresión del código genético".
El equipo desarrolló un nuevo método químico llamado SHAPE, que crea una imagen de las formas y pliegues de las hebras de ARN.
Los investigadores anunciaron que esperan utilizar esta información para ver si pueden realizar pequeñas modificaciones al virus. "Estamos empezando a entender trucos que el genoma usa para evitar ser detectado por el huésped", dijo el profesor Ron Swanstrom, otro de los autores.
Actualmente hay en el mercado más de 20 medicamentos contra el VIH, y se necesitan varias combinaciones para mantener al virus bajo control. Además, muchas cepas de la gripe resisten los antivirales antiguos.
Weeks manifestó que la nueva técnica de obtención de imágenes ayudará a los investigadores a buscar nuevos enfoques, como el llamado "Sirna", que detiene el funcionamiento del ARN y puede interferir en las células defectuosas o las bacterias y virus.
Varias compañías farmacéuticas ya están trabajando sobre el uso de este enfoque.

bbc.co.uk