Científicos desentrañan los secretos de las fallas en nuestros genes
El genoma es como el manual de instrucciones humano, donde las palabras son genes y las letras nuestro ADN
Imagina el manual de instrucciones del cuerpo, el genoma: aquí las palabras son genes, las letras son ADN, y el equivalente de los errores tipográficos puede tener consecuencias desastrosas.
En los últimos años, los científicos se han vuelto cada vez más fluidos en el lenguaje del genoma, pero mucho sigue siendo un misterio, incluida la función de muchos de nuestros genes.
Descubrir para qué sirven estos genes y cómo funcionan , es clave para comprender qué sucede cuando funcionan mal, provocan enfermedades y, a veces, la muerte.
Ahora, un grupo de científicos está aprovechando una base de datos masiva de información genética de más de 140 000 personas para comprender mejor cuáles de nuestros genes son importantes , y cómo podemos orientar mejor los medicamentos para tratar enfermedades genéticas.
La base de datos en sí es algo así como un hito. Conocida como Genome Aggregation Database o gnomAD (pronunciado nómada), contiene más de 15 000 secuencias genómicas completas, el equivalente a un manual de instrucciones completo, y más de 125 000 secuencias completas de exomas, similares a puntos clave en el conjunto de pautas para el cuerpo humano.
En siete artículos publicados el miércoles en las revistas Nature, Nature Communications y Nature Medicine, los científicos analizaron los datos de gnomAD y se centraron en un tipo de error ortográfico que rompe efectivamente el gen.
Todos tenemos algunos de estos errores, conocidos como variantes de pérdida de función, en nuestro genoma. Pero en la mayoría de los casos, apagan o rompen un gen sin efectos nocivos. Podríamos terminar con un sentido del olfato disminuido, por ejemplo, pero por lo demás estar sanos.
Pero cuando estos errores ocurren en genes más importantes, pueden provocar enfermedades graves.
Escaneo de grandes conjuntos de datos de información genética permite a los científicos aislar genes que parecen ser clave para nuestra salud
Encontrar objetivos de fármacos
Las personas con estas variantes en genes importantes a menudo no las transmiten porque mueren jóvenes o No tengo hijos.
Eso significa que los científicos pueden buscar en un conjunto de datos gigante como gnomAD, en busca de genes que tengan menos variantes de las esperadas.
Pueden extrapolar que estos genes deben ser importantes para nuestra salud, porque las variantes en ellos no se han transmitido debido a la selección natural.
«Con 144.000 personas empezamos a tener números lo suficientemente grandes como para que si no vemos variantes de pérdida de función en un gen particular que nos dice que las personas que portan copias rotas de este gen se están perdiendo de la población, probablemente como resultado de una enfermedad genética grave», dijo Daniel MacArthur, quien dirigió el proyecto gnomAD.
«No podemos decir exactamente qué esa enfermedad sí lo es, pero esto nos dice que es probable que este gen en particular sea importante de alguna manera», agregó MacArthur, autor principal de seis de los siete artículos, que llevó a cabo la investigación en Harvard y el Instituto Broad del MIT.
Saber qué genes son importantes en la enfermedad no solo ofrece objetivos para nuevos medicamentos, sino que también puede sugerir si un nuevo el tratamiento será seguro.
Ese fue el enfoque de la investigación de Eric Vallabh Minikel, quien está estudiando una enfermedad rara llamada enfermedad priónica en el Instituto Broad.
Aislar genes que son clave para nuestra salud es importante para comprender las enfermedades genéticas y desarrollar nuevos tratamientos
La investigación es personal para Minikel. Su suegra murió a causa de la enfermedad y su esposa, una colega científica, tiene una mutación genética que significa que es probable que ella también la desarrolle.
Él y su esposa quieren encontrar un medicamento que prevenga la enfermedad, y el examen de la inactivación de genes que ocurre naturalmente ofrece información sobre los efectos secundarios que podría tener un tratamiento nuevo de este tipo.
«Los efectos de los cambios en el ADN que inactivan un gen pueden ayudar a predecir lo que podría suceder si tratamos a las personas con un fármaco para atacar ese gen», dijo a la AFP.
Se necesitan conjuntos de datos más grandes
De manera similar, otro equipo usó los datos para predecir si la desactivación de un gen asociado con El Parkinson podría causar efectos secundarios.
Encontraron genomas en los que ese gen se desactivó naturalmente por variantes de pérdida de función y, en la mayoría de los casos, encontraron que esto no causó efectos nocivos para la salud.
Eso podría sugerir una el fármaco dirigido al gen podría proteger contra el Parkinson, aunque los investigadores advirtieron que se necesita más trabajo.
MacArthur, quien ahora es director del Centro de Genómica de la Población del Instituto Garvan, dijo que se necesitan conjuntos de datos mucho más grandes que gnomAD para nuevos avances, que potencialmente involucren a cientos de millones de personas e información sobre su salud.
«Necesitamos ese tipo de información… para llegar al punto en el que realmente podamos comenzar a comprender completamente el impacto de la variación en todos los genes del genoma sobre el riesgo de enfermedades humanas».
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Estudie los ojos parcialmente perdidos de genes esenciales como posibles objetivos en el cáncer Más información: El espectro de restricción mutacional cuantificado a partir de la variación en 141,456 humanos, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2308-7, www.nature.com/articles/s41586-020-2308-7
Evaluación de objetivos farmacológicos a través de la variación genética por pérdida de función humana, Nature (2020) ). DOI: 10.1038/s41586-020-2267-z , www.nature.com/articles/s41586-020-2267-z
Una referencia de variación estructural para la genética médica y de poblaciones, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2267-z , www.nature.com/articles/s41586-020-2287-8
La anotación consciente de la expresión de la transcripción mejora la interpretación de variantes raras, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2267-z , www.nature.com/articles/s41586-020-2329-2
El efecto de las variantes de pérdida de función de LRRK2 en humanos, Nature (2020 ). DOI: 10.1038/s41586-020-2267-z , www.nature.com/articles/s41591-020-0893-5 Información de la revista: Nature , Nature Communications , Nature Medicine