Qué es la secuenciación del genoma completo (WGS) y cómo está ayudando a comprender las enfermedades neuropsiquiátricas


La secuenciación del genoma completo constituye una técnica mediante la cual se secuencia todo el genoma de un individuo de una sola vez. Esta técnica posibilitaría detectar con precisión variaciones genéticas causantes de enfermedades, entre ellas, varios desórdenes psiquiátricos.

secuenciación de genoma completo

Tu genoma vendría siendo algo así como el ¨plano¨ de tu cuerpo. El mismo contiene en forma de genes las instrucciones básicas para las funciones que permiten la vida.

A veces, debido a mutaciones, que pueden ser nuevas o heredadas, tus genes pueden ser los causantes del surgimiento de una enfermedad o del incremento del riesgo de desarrollarla.

El genoma está ¨escrito¨ en el ADN presente en cada una de nuestras células mediante un código de cuatro caracteres a los cuales se le han asignado letras; A, T, G y C.

Cada una de estas letras se denomina nucleótido, y el orden en el que se encuentren es lo que determina la información que tenga el genoma, tal y como el orden de las letras le confieren sentido a las palabras en este artículo (o al menos lo intentan).

Conocer dicho ¨plano¨ en su totalidad permite a los profesionales de la salud observar las variaciones únicas encontradas en tus genes, que pueden ser relevantes o no en el desarrollo de alguna enfermedad, o por otra parte, puede ser que aún no se conozca su importancia.

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Qué es la secuenciación del genoma completo

En la secuenciación de genoma completo, conocido también como WGS (siglas en inglés de Whole Genome Sequencing) se toma una muestra de ADN de un individuo y se determina la identidad de cada uno de los tres mil millones de nucleótidos que componen el genoma humano.

El primer genoma humano fue secuenciado en su totalidad en el 2003 como parte del Proyecto Genoma Humano, que había comenzado en 1990 y tuvo un coste total de cerca de 2.7 mil millones de dólares.

En la actualidad, la tecnología de secuenciación es mucho más eficiente, y un genoma humano puede ser secuenciado en cuestión de días por precios que no sobrepasan los pocos miles de dólares.

El WGS es usado con mayor frecuencia en la investigación, sin embargo, cada vez es más usado en prácticas clínicas, ya que la mayoría de las pruebas genéticas presentes en el mercado se enfocan en uno o pocos genes, mientras que conocer el genoma en su totalidad brinda una perspectiva más amplia.

Si a lo anterior le sumamos el hecho de que cada vez son más bajos los costes de secuenciar el genoma, esto provoca que más personas busquen esta opción, ya que los profesionales de la salud pueden determinar cómo la constitución genética única de cada individuo podría afectar el tratamiento de una enfermedad determinada.

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¿Qué resultados se pueden esperar del WGS?

Los resultados que se obtengan del WGS se clasifican en tres categorías: desórdenes de un solo gen, desórdenes multifactoriales y perfiles farmacogenómicos.

Los desórdenes de un solo gen son enfermedades que son causadas por una mutación en el ADN de un solo gen. Un ejemplo de este tipo de enfermedades lo constituye la sicklemia o anemia falciforme, en la cual la mutación de un solo nucleótido en un gen provoca la formación de glóbulos rojos anormales.

Los desórdenes multifactoriales son enfermedades asociadas con mutaciones en el ADN en más de un gen. Aquí se incluyen enfermedades como la obesidad y la diabetes, que son a menudo altamente influenciadas por las condiciones ambientales y el estilo de vida.

Los perfiles farmacogenéticos hacen uso del conocimiento del genoma del individuo para determinar cómo responderá el mismo ante un fármaco determinado, de tal forma que el doctor pueda recetarle la dosis adecuada.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la secuenciación del genoma completo?

Es necesario tener en cuenta que el WGS no es una prueba de diagnóstico como cualquier otra, ya que mientras la gran mayoría de las pruebas diagnóstico te dan un ¨si¨ o un ¨no¨ como respuesta, es muy probable que el WGS solo te dé un ¨quizás¨.

La información que se obtiene mediante esta prueba solo nos dice acerca del riesgo de contraer la enfermedad, no nos dice si la enfermedad se tiene o si se va a desarrollar.

Entre las principales ventajas del WGS podemos mencionar que dicha técnica permitiría la creación de planes personalizados para el tratamiento de enfermedades que estén basados no solo en los genes que la causan, sino también en otros genes del genoma del paciente. Esto es lo que se denomina medicina personalizada.

Se podrían identificar también genes involucrados en el desarrollo de una enfermedad que no hayan sido previamente relacionados con esta, además de que se pudieran identificar también los factores ambientales y estilos de vida que median el efecto de estos genes y de esta forma se pudieran adoptar medidas para moderar dicho efecto.

Por otra parte, la desventaja más evidente del WGS, radica en el hecho de que el papel de la mayoría de los genes presentes en el genoma humano es desconocido o pobremente entendido, por lo que mucha de la información presente en el genoma humano es inutilizable en la actualidad.

A esto se le suma la poca capacitación del personal médico actual para la interpretación de datos genómicos y la necesidad de establecer marcos jurídicos y herramientas que mantengan la privacidad y la seguridad de los vastos volúmenes de información que contienen los genomas.

Se trabaja para darle solución a estas cuestiones. Día tras día es descubierta la función de nuevos genes y, tanto el público en general como el especializado, están ganando conocimiento en relación al WGS y sus potencialidades, así como de los desafíos que esta técnica plantea.

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WGS y las enfermedades psiquiátricas: el consorcio WGSPD

secuenciación de genoma completo

Las variaciones genéticas son las principales causas de las enfermedades neurológicas y psiquiátricas. En la última década, los avances en la genética han permitido que aumente nuestra comprensión sobre este tipo de enfermedades, aunque aún es limitado lo que se sabe sobre las variantes raras y heredables de dichas enfermedades.

La gran mayoría de estudios y pruebas genéticas hasta la fecha se enfocan en el estudio de solo una fracción del genoma (cerca del 1%), que es la región del genoma que codifica para proteínas.

Actualmente, existe evidencia científica de que el 99% del genoma restante, que no codifica para proteínas, influye enormemente, tanto en la función normal del cerebro como en los desórdenes neuropsiquiátricos.

Debido a que el WGS tiene como resultado la secuenciación de la totalidad del genoma, tiene potencial para estudiar el 99% restante del genoma, el cual no codifica para proteínas, y de esta manera descubrir cualquier variación genética de esta región que esté relacionada con enfermedades neurológicas y psiquiátricas.

El potencial del WGS para ayudar a entender estos desórdenes ha motivado al Instituto Nacional de Salud Mental de los Estados Unidos (NIMH, por sus siglas en inglés) a financiar proyectos que tienen como objetivo la generación de datos genómicos usando WGS que ayuden a comprender la relación genoma-enfermedad para los desórdenes neuropsiquiátricos.

Como para lograr esto es necesario estudiar el genoma de un número grande de individuos, el NIMH, el Centro Stanley para la Investigación Psiquiátrica e investigadores de 11 instituciones académicas norteamericanas han conformado el consorcio WGS para Desórdenes Psiquiátricos (WGSPD).

Este consorcio busca agrupar y procesar los datos obtenidos por WGS de una manera que facilite análisis a larga escala sobre los mismos, lo cual haría más eficiente el uso del presupuesto y de los recursos, ya que, por ejemplo, se potenciaría el desarrollo de métodos colaborativos para ayudar a que los investigadores tengan acceso y usen los datos genómicos obtenidos.

Actualmente este consorcio maneja 4 proyectos, relacionados con el autismo, la esquizofrenia y con el trastorno bipolar, en los cuales se esperan manejar datos provenientes de 183000 individuos, incluyendo 18000 casos de enfermedades y 165000 individuos sanos como control.

El consorcio WGSPD eventualmente necesitará expandirse con nuevos miembros y con nuevas enfermedades para someter a estudio, pero de lo que sí podemos estar seguros es que su creación le brinda a los científicos nuevos enfoques para la investigación de enfermedades neuropsiquiátricas y de la influencia de los factores genéticos sobre las mismas.

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Fuentes y referencias

Sanders, Stephan J. et al. (2017): Whole genome sequencing in psychiatric disorders: the WGSPD consortium. Nature Neuroscience. En https://www.nature.com/articles/s41593-017-0017-9?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+neuro%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+Neuroscience+-+Issue%29

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