El libro de la vida da claves para salvar al lince y mejorar el aceite

Hace más de una década, se secuenció el primer genoma completo de un ser humano. La metáfora decía entonces que aquello era nuestro libro de instrucciones e incluso el lenguaje de Dios. La metáfora, aunque tenga una connotación menos optimista que entonces, puede seguir siendo válida. Es posible que aquella información que se extrajo, fuese como un libro de instrucciones de la vida, pero los que se lo encontraron no sabían leerlo. Algo así como si un empleado de banca se encontrase los planos para construir una bomba atómica.

Después de obtener la secuencia completa del genoma humano, a partir de mitad de la década pasada, la mejora en las técnicas para extraer esa información, facilitó que una gran variedad de especies de todos los reinos de la vida hayan visto secuenciado su ADN. El tiempo ha demostrado que utilizar esa información para manipular los mecanismos de la vida no está siendo fácil, pero ya está empezando a mostrar aplicaciones.

Una de las más esperadas tiene que ver con las posibilidades que ofrece para la salud humana. En estos días, están teniendo lugar reuniones para realizar un análisis sistemático de los datos obtenidos en el proyecto del Atlas del Genoma del Cáncer de EEUU y el consorcio internacional para secuenciar el genoma de más de 70 tipos de cáncer. Este último proyecto, en el que España participa secuenciando el genoma de la leucemia linfática crónica, ha permitido detectar una gran cantidad de variaciones genéticas relacionadas con la enfermedad, pero también ha mostrado su inmensa complejidad y las dificultades para combatirla, incluso con toda esa nueva información.

“Analizando todo el genoma de un tumor y comparándolo con muchos tumores de ese mismo tipo, hemos encontrado que no hay dos iguales. Las alteraciones que han generado un tumor son únicas para ese tumor y ese paciente, y aunque hay algunas comunes, otras son completamente distintas”, contaba en una entrevista con Materia Carlos López-Otin, uno de los directores del proyecto. Además, continuaba, “se ha aprendido que no solo cada tumor es diferente sino que dentro de un mismo tumor hay diferencias”. Interpretar toda esta información requerirá la generalización del uso de la computación para darle sentido y la aparición de más perfiles profesionales híbridos, que aúnen el conocimiento informático y el biológico.

“La práctica clínica está muy regulada e introducir nuevos protocolos y nuevos tratamientos no es tan fácil”, señala Alfonso Valencia, investigador del CNIO y uno de los grandes expertos en esa intersección de conocimientos en el que crece la bioinformática. Precisamente por la dificultad para gestionar esa gran cantidad de información, cuenta Valencia que muchas veces, para los médicos que tratan con pacientes a diario, es más práctico hacer análisis limitados a los genes mejor conocidos, como los BRCA1 y BRCA2, relacionados con el cáncer de ovario o mama, y no ahogarse en la inmensa información de un genoma completo. Sin embargo, las secuenciaciones más amplias sirven para que los investigadores puedan identificar las variaciones genéticas de interés sobre las que luego se actuará en los hospitales.

Otra de las aplicaciones de la secuenciación genómica al cáncer mencionada por Valencia tiene que ver con un cambio de enfoque para tratar la enfermedad. “Se trata de organizar ensayos clínicos para buscar tratamientos no centrándote en el tipo de cáncer, si es de pulmón o de páncreas, por ejemplo, sino por el perfil de mutaciones”, explica el responsable del Grupo de Biología Computacional del CNIO.

El olivo de Emilio Botín

En la agricultura, la secuenciación de genomas completos también ha sido una fuente de conocimiento muy útil para hacer más eficaces sistemas de manipulación genética tradicionales. La humanidad lleva milenios seleccionando variedades salvajes de granos o frutas para adaptarlos a sus necesidades, gustos o intereses comerciales. Un ejemplo es el color naranja de las zanahorias, que se generalizó fomentado por agricultores holandeses hacia el siglo XVI por su identificación con el color enseña del país.

Aquellos procesos de selección eran costosos y tomaban mucho tiempo, porque se realizaban por ensayo y error. Con el conocimiento del genoma y la identificación de características concretas que fomentar en regiones determinadas, este proceso se ha facilitado y acelerado. “Con el genoma, si sabes qué genes codifican para ciertos rasgos, puedes saber si un cruce ha tenido éxito a partir de plantas muy pequeñas, sin necesidad de que crezcan, ahorrando mucho tiempo y dinero”, explica el investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona Toni Gabaldón, que ha participado en la secuenciación, entre otras especies, del lince ibérico y de un olivo milenario que perteneció a Emilio Botín.

“La utilidad del genoma irá creciendo cuando sepamos qué genes son útiles para qué, pero aunque se tardará tiempo, ese conocimiento sería mucho más difícil de conseguir sin el genoma, que acelera mucho el conocimiento de cualquier organismo”, afirma Gabaldón. El olivo es un árbol en el que se observa la utilidad de la secuenciación, porque es una especie que tarda mucho en alcanzar su producción máxima. Secuenciar el genoma permitirá ver qué cambios ha habido durante la domesticación, estudiar las variabilidades genéticas relacionadas con los tipos de aceite que ofrece cada variedad del árbol y definir estrategias para conseguir esas propiedades. Aunque esos cambios se busquen con sistemas de cruce tradicional, se pueden dirigir mejor y se conocen en mucho menos tiempo.

Con respecto a la secuenciación del genoma del lince, “el objetivo era entender la dinámica poblacional de los animales para entender cuál es el riesgo de colapso de esa población y optimizar los cruces”, afirma Gabaldón. Gracias a la información que proporciona el genoma, es posible identificar qué regiones del genoma están relacionadas, por ejemplo, con problemas de resistencia a enfermedades víricas y con esa información se puede evitar cruzar a individuos que vayan a producir crías proclives a esas dolencias.

Por último, uno de los campos en el que la secuenciación masiva está produciendo cambios revolucionarios es el estudio de los microorganismos. Antes, observando a través de un microscopio era complicado clasificar la gran cantidad de microorganismos que habitan nuestro estómago o la superficie de una mesa. La secuenciación ha abierto la posibilidad de estudiar todos esos ecosistemas microscópicos que tienen una gran influencia en todo tipo de procesos, desde la digestión a la producción de alimentos.

José Luis García, investigador del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC y socio fundador de la empresa Life Sequencing, explica cómo aplican las tecnologías de secuenciación a todo tipo de procesos. “Nosotros empleamos esta información, por ejemplo, para conocer mejor algunos tipos de bacterias que se utilizan para producir antibióticos”, señala. “Utilizamos la biología de sistemas y creamos modelos para adaptar la bacteria de forma que se mejore la producción”, afirma.

Poco a poco, las aplicaciones de conocer aquel libro de instrucciones de la vida están llegando a la gente, pero como recuerda García, “la secuenciación masiva de genomas empieza en el 2005 y la explosión es cosa de los últimos tres o cuatro años, así que las grandes aplicaciones podrían llegar dentro de diez años”.