El proyecto del genoma humano representa uno de los logros más importantes de la humanidad. Pero la secuencia de ADN definida en 2003, conocida como mapa genético, ya no está a la altura.
O eso afirman los científicos que trazan los planes para un nuevo mapa que, dicen, combinará los genomas de cientos, y finalmente miles de personas para crear una referencia auténtica para toda la humanidad.
El problema con el mapa genético actual es que sólo representa uno de los posibles aspectos del genoma de un individuo. El nuevo mapa, llamado gráfico genómico o pangenoma, utilizaría las matemáticas para reflejar cada vuelta o giro que pueda dar el genoma de una persona mientras se enrosca alrededor de 46 cromosomas.
"Es una tecnología muy novedosa. Pero en menos de cinco años todos la utilizarán", pronostica el genetista de la Universidad de Utah (EEUU), Gabor Marth. Lo matemático de esta idea radica en la teoría de gráficos. Ya sabrás algo de ellos si conoces el juego de "los seis grados de separación hasta Kevin Bacon". Cada actor representa un nodo, y si actuó junto con Bacon en alguna película entonces representa un lado. El juego consiste en encontrar el camino hasta Bacon compuesto por el menor número de lados.
En un grafico genómico, el objetivo será encontrar un camino a través de las letras genéticas que concuerde exactamente con tu genoma. Si se representa cada camino posible – y esa es la idea – acelerará la interpretación de los genomas, además de volverla más barata y precisa.
Hasta ahora se han llegado a definir el genoma completo de menos de 250.000 personas, pero se prevé que esta cifra se duplique cada año según se va convirtiendo la secuenciación del genoma en una manera rutinaria de diagnosticar enfermedades en hospitales infantiles y centros de cáncer. Algunos incluso prevén un tiempo en el que se secuencie el ADN de cada recién nacido.
Determinar con precisión cómo cada genoma se diferencia de los demás es donde entraría el nuevo mapa genómico. El laboratorio de Marth en Utah (EEUU) es uno de varios equipos académicos trabajando en el desarrollo de prototipos de gráficos genómicos que se entregarán al regulador de estándares en junio.
Esto crea intereses comerciales también. La empresa genética 23andMe también está desarrollando gráficos, y empresas como Google vigilan el tema de cerca, dice un investigador de la Universidad de Califo ia – Santa Cruz (EEUU), Benedict Paten. "A todos les interesa conseguir la representación de la humanidad mediante una estructura fundamental y única de datos ", dice.
El único problema con la referencia genética actual no es que aún contiene huecos, sino también el hecho de que está compuesto por el ADN de una docena de personas anónimas, a lo Frankenstein. Y es que eso, como un recuento de las 3.000 millones de letras que forman los genes humanos, no sirve para identificar cómo la tuya puede variar.
La dificultad surge cuando un nuevo genoma se secuencia mediante máquinas que descomponen el ADN en millones de trozos diminutos. Para volver a juntarlos, se colocan los trozos sobre la referencia que, como la foto de la caja de un puzle, sirve de guía. Pero, por lo general, aproximadamente el 5% del ADN de cualquier persona no volverá a encajar en ninguna parte.
"Cuánto más distinto seas en relación a la referencia, más difícil es hacer encajar todas las piezas ", dice el jefe científico de la empresa bioinformático Tute Genomics, David Mittelman. "Y si no encuentras las diferencias, no puedes identificar el riesgo".
El Consorcio Inte acional del Genoma que mantiene este patrón común ha intentado mantenerlo al día, cubriéndolo con un montón de pósits de anotaciones científicas. Estas secuencias "alte ativas", muchas de ellas relacionadas con el sistema inmunológico de los humanos, ahora incluyen más de 150 genes y más de 3,6 millones de letras genéticas. Pero estas anotaciones son inadecuadas y, por lo general, ignoradas.
En muchos casos, el hecho de obviar estas anotaciones no afecta al resultado. La gran mayoría de las letras genéticas son compartidas por los genomas de dos personas cualquiera, hasta en un 99%. Y la referencia genómica es capaz de señalar las diferencias más comunes, que son diferencias al nivel de letras genéticas dentro de los genes.
Pero no se le da bien indicar ciertos conjuntos más grandes de ADN que pueden extraviarse, añadirse o recolocarse en el proceso. Y estos son muy relevantes: algunos se han relacionado con el autismo (ver Cómo resolver el rompecabezas del autismo), mientras que otros parecen representar las diferencias claves que nos separan de los simios.
"Supone un revés importante el que la esencia de lo que nos hace humanos se encuentre en estas áreas", dice Alex Lash, el director informático de la Fundación Simons de Nueva York (EEUU) que apoya las labores del gráfico genómico que se realizan en La Universidad de Califo ia -Santa Cruz (EEUU).
Según Lash, la idea de construir un gráfico genómico es de "un riesgo elevado", puesto que se han invertido miles de millones de dólares en software e informes científicos de apoyo a la referencia actual, y la gente puede elegir no cambiar a la nueva versión.
También queda pendiente de demostrar la importancia del avance que supondrá la elaboración del gráfico genómico, dice el CEO de Seven Bridges Genomics, Deniz Kural. Su empresa ha hecho una representación gráfica del genoma mediante los datos de ADN de domino público de 70.000 personas, además de desarrollar las herramientas necesarias para su análisis. Ahora está realizando pruebas para determinar cuánta precisión se gana realmente al construir el genoma utilizando el grafo genómico.
Kural dice que la cantidad de datos que se requieren para describir, en términos matemáticos, cada variación posible del genoma humano cabría en un USB; sólo ocupa un gigabyte. Describir el significado de esas variaciones es una tarea mucho más extensa que engloba decenas de miles de artículos científicos.
Los científicos que colaboran en el desarrollo del enfoque gráfico creen que su idea prevalecerá, aunque suponga el desplazamiento y archivo del mapa genético realizado por el proyecto del genoma humano. "Era algo ridículo pretender forzar a todos a mirar únicamente a través de la lente de una única referencia genómica", dice el investigador bioinformático del Laboratorio Cold Spring Harbor, Michael Schatz. "Fue un hito tremendo disponer de esa primera representación del genoma, pero ahora la vamos a descartar. Es hora de reiniciar".