Medmol  
Fibao Una perspectiva molecular en medicina
TEMAS
El genoma de 1000 dólares
Bookmark and Share
Fecha de Publicación: 2-3-2009 Última actualización : 2-3-2009
Resumen
En 2001, cuando se aproximaba la secuenciación completa del genoma humano, el “National Human Genome Research Institute” (NHGRI) puso en marcha un proceso para incentivar la siguiente fase de la investigación genómica. Durante este proceso, se efectuaron una serie de reuniones en las que participaron más de 600 investigadores y otros participantes. De esta forma, surgió un plan para reducir el coste de la secuenciación de un genoma humano completo a 1000 dólares o menos en un periodo de 10 años. Junto con el objetivo de reducir los costes de la secuenciación, se comenzaron los primeros esfuerzos destinados a ensamblar los trozos secuenciados de ADN para reconstruir el genoma humano con unos niveles de precisión adecuados.
Concepto
La conjunción de la bioinformática y las nuevas tecnologías de secuenciación abren un gran abanico de posibilidades en el campo de la medicina.
En 2004 el genoma humano, con 285.000 millones de bases, se había conseguido secuenciar y ensamblar con una tasa de error de 1 cada 100.000 bases. Además quedaron 341 zonas sin ensamblar situadas en regiones repetitivas no codificantes del genoma como los centrómeros. El coste de la obtención de la secuencia ensamblada de este genoma humano ascendió a más de 100.000 millones de dólares.

Por otro lado y de forma paralela al proyecto genoma, en el año 2002 se lanzó oficialmente el proyecto HapMap. El objetivo de este proyecto es desarrollar un mapa de haplotipos del genoma humano, donde se localicen las variaciones del genoma humano. Los sitios en el genoma donde la secuencia de DNA entre individuos varía en una sola base se llaman “single nucleotide polymorphisms” o SNPs. En la población humana se estima que existan más de 10 millones de SNPs.

Aunque dos personas sin relación directa pueden compartir el 99,9% de la información genética, en el 0,1% restante se encuentra la información que determina nuestras diferencias como individuos, la predisposición a enfermedades o la respuesta a determinadas drogas. Muchas enfermedades complejas se asocian a una combinación de determinados SNPs. El proyecto HapMap, en 2007, había llegado a identificar unos 3,1 millones de SNPs, cifra que sigue aumentando.

Gracias a estos proyectos y al desarrollo de herramientas bioinformáticas es posible realizar estudios de asociación a una escala genómica. De forma esquemática, en los estudios de asociación a gran escala se compara el DNA de individuos control con el de enfermos para detectar los patrones de SNPs que se asocian a una enfermedad en concreto.

Dada la cantidad de variación genética que falta por descubrir en el genoma humano, los posteriores estudios de asociación que se pueden realizar y la posibilidad en un futuro de detectar patrones de SNPs a nivel individual, el objetivo de reducir los costes de las técnicas de secuenciación está más que justificado.

La posibilidad de detectar la predisposición genética de un individuo a ciertas enfermedades a lo largo de su vida con una sola prueba tiene profundas repercusiones en pronóstico, prevención y tratamiento. No se pretende reconstruir “de novo” el genoma completo de una persona sino genotipar un individuo en los puntos variables. Se secuencia el genoma en pequeños fragmentos y mediante herramientas bioinformáticas se alinean y ordenan los fragmentos de interés respecto a las secuencias de referencia, determinando así el perfil de SNPs de una persona. Además, todos los fragmentos secuenciados de un individuo pueden ser útiles en el futuro cuando se avance en el conocimiento de nuevas asociaciones con características o enfermedades o se desarrollen nuevos métodos de análisis.

Hoy en día los esfuerzos que inició el NHGRI ya tienen sus frutos. Existen desde hace poco tiempo tecnologías disponibles en el mercado que abaratan el coste de la secuenciación como la tecnología de secuenciación de Illumina/Solexa o la pirosecuenciación 454 de Roche. Estas tecnologías tienen ventajas e inconvenientes si se las compara con tecnologías como la secuenciación de Sanger, con la que se ha secuenciado el genoma humano patrón. En términos económicos con estas tecnologías podemos secuenciar genomas humanos por aproximadamente 100.000 dólares, lo que las hace accesibles a un número mucho mayor de laboratorios y grupos de investigación.

Uno de los principales retos de estas nuevas tecnologías de secuenciación de segunda generación es el manejo de la gran cantidad de datos que generan. El tratamiento de estos datos es uno de los nuevos desafíos de la bioinformática actual.
Vínculos externos de interés
Bibliografía