por Shelly Fan

Si el Proyecto Genoma Humano (HGP) fuera un humano real, él o ella sería un niño prodigio revolucionario. Un prodigio en la línea de Mozart. Uno que cambió el universo biomédico para siempre cuando era adolescente, pero que en última instancia tiene mucho más que ofrecer en la forma de transformar a la humanidad.

Han pasado 20 años desde que los científicos publicaron el primer borrador del genoma humano. Desde su lanzamiento en los años 90, el HGP alteró fundamentalmente la forma en que entendemos nuestro modelo genético, nuestra evolución y el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Engendró descendencia famosa, incluida la terapia génica, las vacunas de ARNm y CRISPR . Es el padre de HGP-Write , un consorcio global que busca reescribir la vida.

Sin embargo, a medida que los costos y el tiempo de secuenciación del genoma continúan en picada, la pregunta sigue siendo: ¿qué hemos aprendido realmente del HGP? Después de dos décadas, ¿se está volviendo obsoleto, con una nueva generación de datos genómicos en proceso? Y con usos controvertidos como bebés de diseño, quimeras humano-animal , órganos en un tubo y una privacidad genética inestable, ¿cómo está guiando el legado del HGP el futuro de la humanidad?

En un número especial de Science , científicos de todo el mundo se sumergieron en profundidad en las lecciones aprendidas del primer disparo a la luna biomédico del mundo. “Aunque algunos esperaban que tener el genoma humano en la mano nos permitiera correr hacia los milagros médicos, el campo es más una carrera de relevos en curso de contribuciones de estudios genómicos”, escribió la editora senior de Science , Laura Zahn.

Decodificar, reelaborar y potencialmente algún día aumentar el genoma humano es un ultramaratón, impulsado por posibles milagros médicos y plagado de posibles abusos.

“A medida que los datos genómicos y sus usos continúen aumentando, será fundamental frenar el abuso potencial y garantizar que el legado del HGP contribuya al mejoramiento de todas las vidas humanas”, escribieron los Dres. Jennifer Rood y Aviv Regev de Genentech en un artículo de perspectivas para el número.

Un programa de Apolo para decodificar la vida

Los proyectos de big data son una moneda de diez centavos la docena en estos días. ¿Un esfuerzo global para resolver el cerebro? Sí. ¿Examinar los genes de los centenarios para encontrar los que conducen a la longevidad ? ¡Seguro! Escupir en un tubo para averiguar su ascendencia y los posibles riesgos de enfermedades: ¡los kits están a la venta para las vacaciones! Diseñar genéticamente cualquier cosa, desde levaduras que producen insulina hasta un organismo completamente nuevo en la Tierra, ¡ha estado allí, hecho eso!

Estas colaboraciones internacionales masivas y los objetivos ambiciosos de la ciencia ficción que ahora damos por sentados deben su éxito al HGP. Ha tenido un “efecto profundo en la investigación biomédica”, dijeron Rood y Regev.

Retroceso a la década de 1990. Pulp Fiction jugó en los cines, Michael Jordan era dueño de la NBA y un equipo internacional decidió descifrar el código básico de la vida humana.

El estudio surgió tras años de frustración porque las herramientas de mapeo genético necesitaban una mejor resolución. Los científicos podrían rastrear aproximadamente un gen relacionado con ciertos tipos de trastornos genéticos, como la enfermedad de Huntington, que se debe a una sola mutación genética. Pero pronto quedó claro que la mayoría de nuestros enemigos médicos más duros, como el cáncer, a menudo tienen múltiples contratiempos genéticos. Con las herramientas que estaban disponibles en ese momento, resolver estos trastornos fue similar a depurar miles de líneas de código a través de una lente empañada.

En última instancia, los pioneros se dieron cuenta de que necesitábamos un mapa “infinitamente denso” del genoma para realmente comenzar a decodificar, dijeron los autores. Es decir, necesitábamos una imagen completa del genoma humano, en alta resolución, y las herramientas para obtenerla. Antes de la HGP, mirábamos nuestro genoma a través de binoculares de consumo. Después, obtuvimos el telescopio de paso de James Webb para observar nuestro universo genético interno.

El resultado fue un “genoma de referencia” humano, un molde al que se asignan casi todos los estudios biomédicos, desde la biología sintética hasta la búsqueda de mutantes que causan enfermedades y la creación de CRISPR. Consorcios globales masivos, incluido el Proyecto 1000 Genomas, el Atlas del Genoma del Cáncer, la Iniciativa BRAIN y el Atlas de Células Humanas, han seguido los pasos de HGP. Como primer enfoque de big data para la medicina, antes de que Internet fuera omnipresente, HGP presentó una nueva visión para la ciencia colaborativa al compartir abiertamente datos de laboratorios de todo el mundo, algo de lo que se han beneficiado las vacunas Covid-19.

Sin embargo, al igual que con AOL, CD y Microsoft FrontPage, HGP puede ser un producto heredado de una época pasada.

La próxima generación

El primer genoma de referencia relativamente terminado se publicó en 2003. Sin embargo, quedan dos preguntas centrales en el corazón del HGP. Uno, ¿qué debería considerarse exactamente una “referencia completa”? Dos, ¿cómo se puede decodificar para beneficiar a los humanos?

“Referencia” es una idea ambigua en la era de la secuenciación del genoma cada vez más barata. La referencia original era lo que la ciencia consideraba un ser humano “promedio”. No lo fue , pero el genoma de referencia se centró en mapear las variantes más comunes en un gen. Sin embargo, es cada vez más obvio que los seres humanos somos tremendamente diversos en nuestras diferencias genéticas, lo que podría, por ejemplo, influir en nuestra longevidad.

“La captura de la diversidad genética cada vez mayor de los seres humanos requiere perfilar un conjunto más diverso de genomas”, dijeron los autores. “En última instancia, aunque es muy útil, un solo genoma de referencia está intrínsecamente sesgado”. Los resultados de su genealogía de los kits de consumidores, por ejemplo , podrían ser acertados o erróneos, según su raza y los antecedentes genéticos de sus muestras de referencia. Por ahora, en su mayoría son personas con ascendencia europea.

“El HGP y su legado deben servir a la humanidad en su conjunto, sin descuidar a aquellos que actualmente están subrepresentados en la investigación biológica”, dijo el equipo.

Entonces tiene sentido. El propio HGP decodificó el genoma, pero no proporcionó una comprensión del mismo, como qué hacen realmente los elementos genéticos, cómo funcionan juntos y cómo contribuyen a la salud y la enfermedad.

Estamos llegando, pero lentamente. Hemos encontrado genes que protegen contra el Alzheimer y genes que contribuyen al cáncer y los trastornos musculares. Usando un método popular llamado GWAS (estudio de asociación de todo el genoma), los científicos son cada vez más capaces de detectar variantes genéticas, a menudo cientos a la vez, que desempeñan un papel en trastornos más complejos como el autismo. Sin embargo, sigue siendo difícil descubrir cómo afectan las cargas de genes a cualquier enfermedad. Sin embargo, con el auge del aprendizaje automático y la inteligencia artificial, dijeron los autores, tenemos una herramienta poderosa para comenzar a “desempacar sus secretos para afectar la salud”.

¿Que sigue? Gracias a los proyectos de secuenciación masiva del genoma completo en curso , podríamos despojarnos del velo del ser humano “promedio” de HGP y entrar en una nueva era de genomas de referencia múltiples, o incluso personalizados. Con esto vendrían preocupaciones masivas en torno a la privacidad. El caso de Golden State Killer , aunque tuvo un final “feliz” en el sentido de que finalmente se resolvió, se basó en una base de datos de genealogía pública y gratuita en la que las personas pueden no haber aceptado participar a sabiendas. Hallazgos inesperados relacionados con parientes perdidos hace mucho tiempo, un alto riesgo de enfermedades graves, o nuestra propia herencia, especialmente si se comparte con terceros, podría dañar las relaciones o incluso derrocar nuestro sentido de identidad.

Desde la idea de un genoma de referencia hasta una mezcla heterogénea de herramientas genéticas, el legado de HGP llegó para quedarse. A medida que avanzamos hacia una era de la genómica más “copos de nieve”, una que enfatiza la individualidad, ya sea para grupos o individuos mixtos y emparejados, el objetivo original sigue siendo el mismo.

El proyecto nos dejó con una misión importante, aún relevante incluso 20 años después, dijeron los autores. Necesitamos entender mejor cómo manejar nuestros planos genéticos, tanto comunes como raros, para “promover la salud humana y tratar enfermedades”, para toda la humanidad.

Crédito de la imagen: Thor Deichmann  de  Pixabay

Fuente: https://singularityhub.com/2021/09/28/the-human-genome-project-launched-20-years-ago-how-far-have-we-come-and-whats-next/

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