MITOS Y VERDADES DEL GENOMA HUMANO

Si el libro de instrucciones de un ser vivo es su genoma, los genes podrían ser sus capítulos. El genoma humano tiene una longitud de 3.000 millones de letras o bases de ADN, y con tal cantidad de bases, el número de combinaciones posibles es mayor que el número de átomos en el universo. Si ampliásemos las bases de ADN al tamaño de defecto en Microsoft Word (12 puntos), nuestro genoma mediría mas de 10.000 Km, es decir, podríamos cruzar el Atlántico. El hecho de que en la sociedad actual la tecnología genómica está recibiendo gran cantidad de interés viene en parte por la gran promesa de futuro que ofrece la genómica. En este artículo me propongo analizar brevemente su estado de desarrollo actual, desmentir algunos mitos y poner de relieve ciertos aspectos que se derivan de su uso y que ya están teniendo un impacto importante en nuestra sociedad.

Desde que se llevó a cabo la secuenciación del primer genoma a mediado de los noventa, la producción de datos procedentes de la secuenciación de genomas está creciendo a un ritmo vertiginoso. Hace dos décadas, para la secuenciación de un gen de >10.000 bases de ADN o 10 Kilobytes (una base por byte) se tardaba meses. Hoy día en el Wellcome Trust Sanger Institute, la institución de mayor contribución al genoma humano, se consigue producir la friolera de 320 Terabytes de ADN en dos horas, o para que nos entendamos, 320.000.000.000 bases o letras de ADN. De hecho, en el mismo instituto, los dos últimos años han generado una cantidad de datos mayor que en los quince anteriores. Esta generación de datos genómicos no solo está creciendo a un ritmo exponencial, sino que es un ritmo muy superior a la conocida ley de Moore, que postula que el poder de procesamiento de una computadora se duplica cada 18 meses. A ese ritmo de producción, que se sigue acelerando constantemente, es probable que las computadoras más potentes del mundo no sean capaces de procesar toda la información genómica que se produzca a corto o medio plazo.

Este panorama ya está influenciando profundamente la forma de hacer ciencia en el campo biomédico, el cual se ha transformado radicalmente en las últimas décadas en gran medida por la genómica. Tradicionalmente, se planteaban una serie de preguntas para un gen específico al cual se identificaba y describían los efectos que se producían cuando se mutaba ese gen en un organismo modelo. Ahora el problema no radica en la identificación de un gen en particular, sino en la interpretación de decenas de genomas a la vez, cada uno con miles de genes. Aparte de esta nueva forma de hacer biología, los seres vivos ya no se ven como máquinas complejas, sino como agentes transmisores de información. Información que se recombina de generación en generación y evoluciona para que aquellos que tengan el ADN más robusto sobrevivan a sus competidores.

Uno de los retos principales en este nuevo paradigma de organismos como agentes transmisores de información, consiste en caracterizar el conglomerado de flujos y procesos que dan lugar a la vida. La vida tal y como la conocemos, pasa a ser el resultado de interacciones entre componentes en sistemas de distintas escalas: escala molecular, celular, tejido, organismo e incluso ecosistema. Y es que conforme más profundizamos en el entendimiento de la biología, mayor es la complejidad de los modelos matemáticos que se producen. Antes de la revolución genómica se solía hablar del gen de la diabetes o el de la obesidad. Hoy se sabe que cualquier función del organismo, por sencilla que sea, se trata de una multitudinaria red de genes que se expresan dinámicamente en el tiempo. Para entender nuestro conocimiento actual de cómo funcionan los genes, imaginemos que cada gen es un instrumento musical dentro de una orquesta de 30,000 instrumentos, tantos instrumentos como genes tiene nuestro genoma. Para componer una sinfonía (función) es necesaria una coordinación adecuada de todos los instrumentos, cada uno con un ritmo y una nota precisa. No es de extrañar, por tanto, que cuando hay una disfunción de algún instrumento, se produzcan cacofonías, afectando más profundamente a las facultades que involucran a mayor número de genes, como la inteligencia.

Una aplicación genómica consiste en la utilización de microchips de ADN para el diagnóstico de enfermedades genéticas. Hay microchips en el mercado que permiten hacer análisis de genomas completos utilizando 42 millones sondas o “trozos” de ADN, abarcando toda la longitud del genoma. De esta manera se puede diagnosticar con un alto grado de resolución si cualquiera de los segmentos correspondientes a las sondas se hayan duplicados o ausentes en el genoma del paciente, permitiendo asociar un cuadro médico determinado a aquellos cambios que se detecten con respecto al ADN de referencia. Aunque somos capaces de identificar la causa de una enfermedad genética particular, todavía estamos lejos de poder modificar el ADN identificado como dañino dentro de personas. A día de hoy, todos los intentos por cambiar la información genética de un ser vivo adulto han servido en vano. Incluso inyecciones de ADN dentro de la célula dañada son reconocidas por la propia célula y destruidas como mecanismo de defensa.

En este contexto, no parece ilógico que muchas personas se planteen la posibilidad tener hijos con genes “más puros”: más inteligentes, guapos y fuertes. En cierta manera esta práctica ya se está dando en algunas clínicas de fertilización, así como el uso de microchips para recomendar el aborto en diagnosis prenatal de malformaciones genéticas. Otro tipo de uso es la creación de fetos clones de adultos, es decir, con contenido genético idéntico al adulto que son congelados y mantenidos para órganos de repuesto. A principios del siglo XXI tenemos una tecnología incipiente que debe ser urgentemente regulada por los órganos competentes, y de cuyo uso adecuado depende el progreso o la ruina de la especie humana. Las tecnologías genómicas poseen un potencial enorme para revolucionar la medicina, la agricultura, el medio ambiente, la economía y el conjunto de la sociedad. Dichos avances solo han sido posibles dentro de la confluencia de las tecnologías de secuenciación con la capacidad de procesamiento computacional y la aparición del Internet para el acceso y reuso de los datos. Aunque muchas de las promesas hechas a raíz de estas tecnologías están todavía por ver, nos encontramos en una coyuntura ética y social sin precedentes.

Dr Manuel Corpas, Wellcome Trust Sanger Institute, Cambridge, UK