Información

¿Cómo le resulta útil en la práctica el genoma secuenciado de una persona ahora?

¿Cómo le resulta útil en la práctica el genoma secuenciado de una persona ahora?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Actualmente es posible y no tan caro para una persona tener su genoma. Esto es útil en general para comprender cómo funciona la vida. Pero, en la práctica, ¿cómo es esto útil para la persona específica en este momento?


Una secuencia del genoma humano puede descubrir grandes deleciones e inserciones en el genoma y daría los genotipos de pequeños polimorfismos comunes y privados (raros a muy raros) (por ejemplo, SNP) y SSR (repeticiones de secuencia simple). A partir de esta información, uno puede aprender sobre algunos rasgos de curiosidad (por ejemplo, detectar los metabolitos de los espárragos en la orina, contracción lenta o rápida de los músculos, cabello rizado o no rizado) y, lo que es más importante, sobre el riesgo de enfermedad. Las relaciones de ascendencia y familiares también se pueden aprender, por ejemplo, en una relación de medio hermano.

Como muchas enfermedades son poligénicas con numerosos loci, cada uno de los cuales hace pequeñas contribuciones a la varianza, resulta muy difícil describir completamente el nivel de riesgo aumentado o disminuido. En otras palabras, todavía no conocemos a todos los jugadores, por lo que evaluar su contribución al riesgo de enfermedad no se puede hacer con total confianza. Para agravar aún más este problema se encuentran tanto la epistasis como las interacciones gen-ambiente. La epistasis es una interacción gen-gen (gen-gen-gen, etc.), de modo que los genes A y B por separado no contribuyen al fenotipo (riesgo de enfermedad), pero lo hacen en combinación, por ejemplo, en individuos ab / ab. Una interacción gen-ambiente se puede describir como cuando un alelo se asocia con un mayor riesgo solo cuando un factor ambiental (p. Ej., Ejercicio, grasa en la dieta, exposición al sol, tensión de oxígeno (altitud), etc.) supera un cierto umbral.

Aún así, el predictor más poderoso del riesgo, el inicio y la progresión de la enfermedad son los antecedentes familiares. Una secuencia del genoma se acerca a esa historia (la mitad de su genoma es de su madre y la mitad de su padre, por supuesto), pero sigue siendo bastante ininterpretable en términos de rasgos complejos. Es posible que tenga un par de variantes que presenten un mayor riesgo de enfermedad cardíaca, pero ¿qué pasa con los otros cien loci que también hacen pequeñas contribuciones a esta aflicción? Claro, si supiéramos exactamente qué son esos otros cien y cuánto contribuyen cada uno y si interactúan entre sí o con el medio ambiente. Surge una imagen incompleta.

Con enfermedades raras y genomas alterados (digamos en cáncer en comparación con lo normal) se están haciendo grandes avances para identificar la pequeña cantidad de genes defectuosos (enfermedades raras) o las vías incautadas explotadas para el crecimiento descontrolado (cáncer). En este sentido, se puede aprender mucho y habrá aplicaciones más rápidas, pero aún medibles en años, en la clínica.


¿Cómo es útil la secuencia del genoma en este momento? Existen varias pruebas que se basan en la identificación de mutaciones únicas que conducirán a enfermedades o que están asociadas con una mala respuesta a la medicación. Tener todo el genoma secuenciado permite identificarlos todos a la vez, y es más económico que hacer estas pruebas diagnósticas una a una. Por lo tanto, la secuenciación del genoma le brinda información sobre si debe esperar ciertas enfermedades y una lista de medicamentos que no debe tomar, como una especie de seguro.

La secuenciación también le permite aprender sobre su ascendencia, lo que puede ser de interés especialmente para personas de países con una larga historia de inmigración, como los EE. UU.

¿Cómo es útil la secuencia del genoma a medio plazo? Muchas enfermedades (incluidos muchos cánceres) no son causadas por mutaciones únicas, sino que compran una combinación de factores de riesgo genéticos y ambientales que superan cierto umbral. Por lo tanto, la secuencia del genoma solo permite saber si una persona tiene un mayor riesgo de contraer ciertas enfermedades, pero no si las contraerá. Por sí sola, esta información no es muy útil. Sin embargo, recientemente se ha sugerido que la detección general de cáncer puede no ser la mejor idea debido a los efectos secundarios negativos y al costo asociado con el tratamiento de falsos positivos (que obtendrá si realiza una prueba de detección a un número suficiente de personas). En este caso, la secuencia del genoma puede ayudar a identificar quién debe hacerse la prueba.

¿Cómo es útil la secuencia del genoma a largo plazo? Cuantos más genomas se secuencian y más fenotipos y enfermedades se asocian con ellos, mejores son las predicciones y más fácil será para la ciencia básica comprender cómo las mutaciones causan / influyen en las enfermedades. Por lo tanto, secuenciar el genoma ahora puede ser extremadamente útil e informativo para las personas que obtengan la secuenciación del genoma dentro de cinco años.


Supongo que la secuenciación del genoma de algunas personas no es tanto como "Mi familia tiene antecedentes de enfermedades cardíacas. ¿Qué factores de riesgo he heredado?". pero para "Tengo mi genoma en este DVD, ¿no es genial?".

La razón por la que sospecho es que escuché que hay servicios que permiten a los europeos averiguar de cuál de las "Siete hijas de Eva" son, lo que parece ser más una curiosidad que una información médica.


En pacientes sanos, la secuenciación del genoma genera alarmas y ofrece pocos beneficios

P ara todas las promesas de la genómica que marcan el comienzo de una nueva era en la medicina, con los científicos instando regularmente a las personas a secuenciar su ADN, parece que la revolución se pospondrá: un estudio único en su tipo publicado el lunes encontró que la mayoría de los adultos que se sometieron a la secuenciación del genoma y se les dijo que tenían una variante de ADN que causaba la enfermedad, de hecho, no tenían esa enfermedad. Y pocos de ellos obtuvieron información que mejorara su salud.

El estudio piloto, publicado en Annals of Internal Medicine, encontró que a 11 de cada 50 voluntarios (de 41 a 68 años) a los que se les había secuenciado el genoma se les dijo que tenían una mutación que definitivamente o posiblemente causaba una enfermedad en particular, que iba desde la insuficiencia tiroidea pituitaria hasta el raro trastorno cardiovascular síndrome de Romano-Ward. Sin embargo, solo 2 de los 11 tenían realmente la enfermedad, que en todos los casos debería haber aparecido en la edad adulta.

"Nos sorprendió" la alta incidencia de mutaciones que causan enfermedades, dijo el Dr. Jason Vassy, ​​del Brigham and Women’s Hospital en Boston, autor principal del estudio. “Pero nos sorprendió aún más” el hecho de que pocas personas con “mutaciones que causan enfermedades” tenían la enfermedad.

La secuenciación del genoma completo lee las casi 3 mil millones de "letras" químicas (las A, T, C y G) que constituyen el ADN de un individuo. Algunos genetistas conciben la secuenciación del genoma como una forma de identificar todo, desde qué medicamentos debe evitar un individuo (si tiene la variante de ADN que hace que las estatinas sean peligrosas para él) hasta qué enfermedades su médico debe detectar y posiblemente tratar temprano.


Evolución y dinámica del Staphylococcus aureus resistente a la meticilina

Secuenciación del genoma completo (WGS): Recientemente, las tecnologías de secuenciación de genoma completo o de alto rendimiento han proporcionado un poder discriminatorio significativamente mejorado para estudiar los genomas completos de varios patógenos bacterianos. Las técnicas de WGS generan a partir de muestras bacterianas múltiples lecturas cortas que se pueden ensamblar en función de regiones superpuestas (ensamblaje de novo) y / o mapear en un genoma de referencia previamente publicado, que luego permite la comparación entre cepas bacterianas que divergen genéticamente en un solo nucleótido. Esta identificación y clasificación precisas de cepas bacterianas, así como la secuenciación paralela de diferentes cepas bacterianas en una sola corrida a bajo costo con tiempos de respuesta más rápidos, han convertido a WGS en la herramienta más conveniente para investigaciones de diagnóstico clínico en tiempo real y para rastrear brotes de enfermedades.


El genoma humano y la formación de un biólogo escéptico

Las entrevistas de los graduados y de las facultades de medicina no son espacios democráticos. Cualquier cosa que diga el entrevistador durante esos 30 minutos, es el estado de derecho.

Seguramente existían políticas sobre la legalidad de ciertas preguntas, pero esas a menudo no son operativas durante la entrevista. Aquellos de nosotros en la silla solo esperamos que las preguntas no sean demasiado difíciles, que el entrevistador no se concentre en (o evoque) una falla en nuestra aplicación, gastemos los 30 minutos de nuestro compromiso reprendiéndonos por ello, rompiendo nuestra autoestima para todos. de la eternidad.

Sin embargo, un día de entrevistas durante el otoño de 2001 fue especial. El entrevistador Z, como los llamaremos, tenía una agenda diferente a la de la mayoría.

Se sentaron al otro lado de un escritorio de madera, su atención se centró en una computadora un poco a mi izquierda. Inclinaron el monitor para que ambos pudiéramos verlo y me guiaron a través de algunas de las cosas en las que habían trabajado.

El entrevistador Z era un médico convertido en científico básico que se hizo un nombre como virólogo. En los últimos años, habían comenzado a estudiar los vectores asociados a adenovirus (AAV) que se estaban utilizando como vehículos de administración para la terapia génica.

Me dijeron que era un investigador prometedor y tenían curiosidad por saber por qué quería molestarme con la medicina clínica (estaban en algo). A la luz de eso, prefirieron pasar el tiempo de nuestra entrevista enseñándome cómo construir una carrera científica exitosa.

¿Sus consejos para construir una carrera? Identifique algo & mdasha gen, una proteína, una vía, tal vez un organismo & mdasy estudie una característica de él que nadie tiene, en gran profundidad. Estúdielo lo suficientemente bien como para publicar los resultados en una revista razonablemente bien considerada. Presentar ampliamente sobre este tema. Habla con múltiples audiencias, defiende por qué lo que trabajas revela todo sobre todo.

El consejo que me estaban dando era sobre cómo podían ser ágiles, relevantes y bien financiados. Me senté y escuché atentamente.

& ldquoCon su experiencia en microbiología, necesita encontrar una manera de sacar provecho de la locura del genoma humano. Los virólogos vamos a ganar un premio Nobel por eso, ¿sabes?. & rdquo

Aprendieron y dijeron, casi en voz baja:

LA NATURALEZA Y LA CULTURA DE UN ESCÉPTICO

Antes de esta entrevista, nunca había pensado en la ambición científica en términos tan organizados. Mis mentores científicos hasta ese momento & mdasha, el joven químico físico llamado Vernon Morris, y la genetista bacteriana Susan Gottesman & mdashdidn & rsquot parecen trabajar de esa manera. Es decir, si bien cada uno tenía sus estrategias (como todos los científicos exitosos), no describían sus ambiciones científicas como una operación militar: sin campos que tomar el control, nadie a quien derrotar, nada que & ldquowin & rdquo.

Desde mi punto de vista (ingenuo en ese momento), parecía que les encantaban las ideas, les encantaba trabajar con la gente y solo querían hacer el bien en el mundo (sus comportamientos reflejaban eso).

Mi experiencia con el entrevistador Z tuvo lugar menos de un año después del anuncio de la finalización del primer borrador del genoma humano. El anuncio sacudió al mundo, pero fue especialmente emocionante para mí porque era algo así como un asunto local. En ese momento trabajaba en el Instituto Nacional del Cáncer (NCI), en el campus de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) en Bethesda, Maryland (donde vivía el Proyecto Genoma Humano y donde me trasladaba al trabajo, mientras cursaba mi carrera en la Universidad de Howard en las cercanías de Washington, DC).

Los meses que siguieron al anuncio de febrero de 2001 estarían definidos por la mayor cantidad de evangelismo científico que jamás haya visto. ¿Las reclamaciones? Que la finalización de un borrador del genoma humano fue nuestro aterrizaje en la luna, nuestro momento de generación y rsquos cuando trascendimos la posibilidad, para siempre vimos el universo bajo una luz diferente.

Pero aunque este hiper-optimismo ciertamente vivió en los vapores del campus de los NIH, no me siguió al laboratorio donde trabajaba.

Mi asesora, Susan Gottesman, apenas habló del anuncio. No porque negara su importancia, sino porque tenía otras cosas que hacer y en las que pensar.

Su programa de investigación casi funcionó como el anti-anuncio: estudió la regulación genética en Escherichia coli, el más modesto de los sistemas modelo. La biología no operaba más lejos del espectáculo de la biología humana que los caprichos de la biología humana. E. coli y genética de fagos. Pero estos fueron sus instrumentos, donde ella & rsquod construyó una reputación internacional por los enfoques genéticos para comprender cómo se manejan las proteínas dentro de las células, cómo responden los microbios a entornos estresantes.

En lugar de grandes declaraciones sobre lo que podría hacer la comprensión de un genoma en una lucha contra las superbacterias en todo el universo, Gottesman hablaría directamente sobre cómo estudiar conjuntos únicos de genes, en una sola especie de bacteria (E. coli) podría contarnos sobre las peculiaridades del metabolismo y la fisiología microbianos, cómo funcionaban como una placa de módulos e interruptores.

Tan detallada y pura en sus pensamientos era que apenas hacía referencia a la enfermedad en su trabajo, a pesar de que sus descubrimientos se aplicaban absolutamente a los organismos patógenos (por ejemplo, los pequeños ARN reguladores que ayudó a descubrir en E. coli Ahora se ha descubierto que regulan los genes de virulencia en patógenos como Vibrio cholerae).

Pero su mayor evangelio, que aprendí por ósmosis (no hablamos mucho sobre asuntos que no se relacionen directamente con el trabajo), es que los detalles importan al menos tanto como los conceptos de hifalutin.

Este era un espíritu importante en ese momento. Yo era un activista universitario, que consumía y recitaba grandes ideas en el género de la justicia social (ideas que respaldo, incluso hoy). Mis escritores favoritos fueron James Baldwin y Stephen Jay Gould, ambos autores de manifiestos atrevidos y hermosos (incluso en forma de ensayo corto).

Y fueron todas estas fuerzas, una mezcla no lineal de naturaleza y crianza y mi política, mi origen (un afroamericano joven, económicamente desfavorecido, criado en un hogar monoparental), y los entornos en los que mi ética científica se hizo y mdash lo que me convirtió en una persona natural. escéptico de los grandes anuncios, los grandes pronunciamientos y la grandilocuencia científica.

Y sí, esto incluía la noción de que el borrador del genoma humano era nuestro alunizaje.

LECCIONES DE GELSINGER

Después de los consejos del entrevistador Z & rsquos sobre cómo & ldquowin & rdquo, intenté ofrecer una respuesta real en forma de pregunta.

Dados los eventos recientes, ¿planearon alejarse del estudio de vectores virales asociados a adenovirus para administrar terapia génica? Lo pregunté con un zumbido rebelde en mi pecho, pero era una pregunta perfectamente razonable.

En septiembre de 1999, aproximadamente dos años antes de esa entrevista, un joven llamado Jesse Gelsinger había muerto mientras estaba inscrito en un ensayo clínico de terapia génica dirigido por la Universidad de Pensilvania. La muerte de Gelsinger & rsquos tuvo un gran efecto en mí: teníamos una edad cercana y su muerte ocurrió menos de dos años después de la liberación de Gatttaca, una película sobre un futuro peligroso definido por la discriminación genética.

Desde la muerte de Gelsinger, había notado una sutil firma de programas de virología y mdash como el que dirigía el entrevistador Z & mdash migrando lejos de los vectores de enfoque de la terapia génica y hacia otras áreas de la biología del virus.

La marca de terapia génica que había estado en boga y mdash cerca del cambio de milenio era una en la que la forma corregida de genes se entregaba al sitio de interés utilizando vectores virales. Miles de virus han desarrollado maquinaria para integrar su ADN en su anfitrión y rsquos. La lógica seguía que este aspecto de los virus, donde pueden entregar genes a ciertas partes del genoma del huésped, podría manipularse para nuestro propio bien y mdashwe podemos corregir las variantes de genes asociadas con la enfermedad. Y después de algunos primeros resultados prometedores, se establecieron ensayos clínicos para probar esto en pacientes.

Gelsinger murió durante un ensayo clínico para curar la deficiencia de ornitina transcarbamilasa, una condición genética que padecía. Después de la inyección con un vector de adenovirus, el cuerpo de Gelsinger y rsquos montó una gran respuesta inmune contra el virus, lo que llevó a una cascada de eventos que culminó con su muerte.

La muerte de Gelsinger, combinada con mi personalidad, experiencias y ética en desarrollo, fue la razón por la que el anuncio de la finalización del primer borrador no me llegó de la forma en que lo hizo con muchos otros. Ya había visto surgir y caer grandes ideas científicas.

Veinte años después, puedo decir que parte de mi escepticismo estaba mal fundado y estaba equivocado. Puedo admitir con orgullo que casi todos los campos de la biología han sido cambiados irreversiblemente, si no revolucionados, por la tecnología que surgió de ese anuncio.

Ahora comprendemos más que nunca sobre los orígenes de las especies, sobre las que especuló Darwin.

Tenemos imágenes de brotes casi en tiempo real de genomas bacterianos y virales arrastrándose a través del espacio de secuencia, a veces aterrizando en soluciones de premio mayor que facilitan las adaptaciones (pero más a menudo aterrizando en ninguna parte, y muy a menudo, por un precipicio hacia la perdición genética).

Las tecnologías genómicas impulsadas por el anuncio nos permiten evaluar nuestro riesgo de muchas enfermedades y aflicciones importantes.

Incluso podemos cuantificar, hasta cierto punto, la biodiversidad mágica que puebla nuestro planeta.

La finalización del borrador del genoma humano ayudó a democratizar la tecnología, al hacer que la secuenciación genómica fuera más asequible.. Ya no es necesario estudiar una enfermedad genética humana bien financiada para poder permitirse las herramientas para secuenciar y analizar el ADN. Las personas que estudian la trucha arcoíris usan la genómica. Las personas que estudian las arqueas usan la genómica.

Pero si bien algunas de mis tomas jóvenes podrían haber sido de segundo año, otras eran maduras y responsables (incluso sabias).

Entre los mensajes centrales durante las dos últimas décadas de la ciencia genómica está que la relación entre genotipo y fenotipo no funciona como las piezas de un rompecabezas. Los genes y las mutaciones se comunican entre sí y los entornos en los que operan, de formas sorprendentes que desafían cualquier analogía existente.

Hemos aprendido que resolver las relaciones filogenéticas entre especies y organismos puede ser una pesadilla porque la biología no opera de acuerdo con las categorías que la hacen fácil de entender. (Para poner esto en perspectiva, ni siquiera podemos estar de acuerdo en lo básico, como si hay dos o tres dominios de la vida)

Hemos aprendido que los genes para la enfermedad A menudo no causan ninguna enfermedad. Y paradójicamente, muchas personas con enfermedad A don & rsquot tienen alguna predisposición genética identificable.

Y Homo sapiens? Contamos con una historia aún más desordenada de lo que habíamos predicho: no solo las ideas sociales como la raza son inútiles para comprender algo esencial sobre la especie, sino que están claramente en el camino de una comprensión completa de la imagen cada vez más compleja de nuestros verdaderos orígenes. Los genes de varias especies no humanas están salpicados por nuestros genomas en cantidades no triviales, contando una historia de pasión por los viajes y copulación generalizada.

Resulta que mi educación sobre las reglas de la biología durante las últimas dos décadas ha funcionado de manera muy parecida a mi educación sobre las reglas de la vida real.

Con respecto a esto último, hay verdades a las que puedo y me aferraré: las personas agradables son geniales. La codicia es mala, al igual que el racismo.

Pero la vida no es tan simple.

Debido a que también aprendí que algunas personas son malas por una razón, la codicia puede suceder por accidente, y tal vez todos hemos sido educados para ser intolerantes de una manera u otra. He aprendido el desafío y la alegría de ser empático, reconocer nuestros privilegios y lidiar con nuestros propios prejuicios.

De manera similar, el ADN es la cadena de información más fascinante e importante del universo. Cuenta historias poderosas sobre esta extraña colección de materia que llamamos vida en la tierra. Y es un privilegio ser parte de la especie que puede estudiar y discutir qué es y cómo funciona.

Pero no es todo. Porque la vida no es tan simple.

Y esto es lo que ha aprendido el entrevistador Z desde entonces. El oportunismo en torno a los grandes anuncios no los llevó a donde esperaban. E irónicamente, el descubrimiento que creó la cara moderna de la modificación genética y fue galardonado con el Premio Nobel en 2020 & mdashCRISPR & mdash fue el producto de manipular microbios de una manera que se asemejaba a los métodos de Susan Gottesman & rsquos, más que al entrevistador Z & rsquos. Arte de guerra táctica.

Meses después de la entrevista, comenzaría una aventura científica de dos décadas, en la que desde entonces me dediqué a la ecología de insectos, la medicina, la biofísica, la biología evolutiva y otros, casi enteramente (creo) basado en la inspiración.

Me convertí en un académico que dirige mi propio programa de investigación en enfermedades infecciosas, y no soy mucho más joven hoy que el entrevistador Z en el momento de nuestra entrevista de 2001.

Pero el consejo que les doy a los jóvenes de hoy es muy diferente al de ellos:

¿Quién diablos sabe de dónde vendrá el próximo gran descubrimiento? Solo apresúrate y fluye, disfruta aprendiendo e ignora las modas y los grandes anuncios.


Genómica: ¿una revolución en el cuidado de la salud?

Las drogas afectan a las personas de manera diferente y entendemos cada vez más por qué. Para muchos de nosotros, depende de nuestros genes.

“El Santo Grial en el cuidado de la salud ha sido durante mucho tiempo la medicina personalizada, o lo que ahora se llama medicina de precisión”, dice Kemal Malik, miembro del consejo de administración de Bayer responsable de la innovación. “Pero llegar al nivel de precisión que queríamos no era posible hasta ahora. Lo que ha cambiado es nuestra capacidad para secuenciar el genoma humano ". En abril de 2003, el Proyecto Genoma Humano anunció que había secuenciado alrededor de 20.000 genes de los que forman el plano de nuestros cuerpos. Durante 15 años, este avance médico ha estado informando y transformando la atención médica. La genómica, el estudio de los genes, permite predecir, diagnosticar y tratar enfermedades de forma más precisa y personal que nunca.

Un genoma humano completo contiene tres mil millones de pares de bases de ADN, dispuestos de manera única para darnos nuestra anatomía fundamental y características individuales como la altura y el color del cabello. El ADN forma genes y comprender su función brinda información crucial sobre cómo funcionan nuestros cuerpos y qué sucede cuando nos enfermamos. Este fue el razonamiento detrás de los 13 años y $ 2.7 mil millones gastados en el Proyecto Genoma Humano. El mundo se ha basado rápidamente en sus logros y ahora podemos mapear un genoma humano en solo unas pocas horas y por menos de mil dólares. La secuenciación de ADN rápida, a gran escala y de bajo costo ha impulsado la genómica hacia la medicina convencional, impulsando un cambio revolucionario hacia la medicina de precisión.

El diagnóstico temprano de una enfermedad puede aumentar significativamente las posibilidades de un tratamiento exitoso, y la genómica puede detectar una enfermedad mucho antes de que se presenten los síntomas. Muchas enfermedades, incluido el cáncer, son causadas por alteraciones en nuestros genes. La genómica puede identificar estas alteraciones y buscarlas mediante un número cada vez mayor de pruebas genéticas, muchas de las cuales están disponibles en línea. Si sus resultados sugieren susceptibilidad a una afección, es posible que pueda tomar medidas preventivas para retrasar o incluso detener el desarrollo de la enfermedad. “La atención médica se moverá más hacia la prevención que hacia la cura”, dice Malik, y la genómica probablemente resultará un facilitador importante para comprender los pasos de atención médica particulares que una persona debe o no debe tomar.

Cuando se desarrollan síntomas, la genómica puede ser fundamental para diagnosticar el problema. El Proyecto Genoma Humano ha impulsado el descubrimiento de casi 2.000 genes de enfermedades, y estos están demostrando ser muy eficaces para proporcionar análisis rápidos y precisos. Han sido especialmente valiosos para identificar enfermedades genéticas raras que anteriormente habían tardado años en diagnosticarse, poniendo fin a la incertidumbre y el sufrimiento de las “odiseas diagnósticas”. La investigación en curso está comprometida con la creación de bases de datos de biomarcadores genéticos, especialmente para cánceres. "Hasta la fecha, la genómica ha tenido el mayor impacto en el cáncer", explica Malik, "porque podemos obtener tejido, secuenciarlo e identificar las alteraciones". En los Estados Unidos, el Atlas del genoma del cáncer ha mapeado los cambios genómicos clave en más de 30 tipos de cáncer. Estas bases de datos podrían ofrecer un diagnóstico definitivo en segundos e incluso recomendar tratamientos específicos basados ​​en el ADN tanto del paciente como de la enfermedad. De hecho, la secuenciación genética de los tumores cancerosos está ayudando no solo a identificar cánceres particulares, sino también a comprender qué los causa y qué podría matarlos.

Cuando se trata de tratamiento, la genómica impulsa otro elemento importante de la medicina de precisión: la farmacogenómica. "Sabemos desde hace mucho tiempo que el mismo medicamento en la misma dosis afecta a las personas de manera diferente", dice Malik. Ahora sabemos por qué: nuestros genes influyen en la producción de enzimas cruciales en el hígado que metabolizan los medicamentos. Si una variación genética impide que las enzimas funcionen correctamente, el fármaco puede acumularse en el cuerpo con efectos secundarios graves. Otros medicamentos solo funcionan cuando se descomponen en el hígado, por lo que si las enzimas no funcionan, tampoco lo hace el medicamento. Tales variaciones genéticas, conocidas como polimorfismos, son comunes, pero la genómica significa que podemos probarlas y compensarlas. Las variaciones genéticas significan que alrededor del 30 por ciento de las personas no pueden convertir por completo un medicamento anticoagulante de uso común, pero las pruebas genéticas significan que se pueden tomar medicamentos alternativos para el mismo efecto.

Hay más de 250 medicamentos etiquetados con información farmacogenómica, lo que permite prescribirlos en función de la genética del paciente. A medida que aumenta el número y la secuenciación del ADN se vuelve estándar, es probable que los medicamentos se receten de forma rutinaria en función de nuestros genes, lo que minimiza los efectos secundarios dañinos y hace que los tratamientos sean más rápidos y efectivos. “La genómica incluso está cambiando la forma en que desarrollamos medicamentos”, dice Malik. "Es mucho más sofisticado porque podemos encontrar una alteración específica que está causando una enfermedad e intentar dirigir un medicamento específicamente a esa alteración". En 2014, ocho de los 41 nuevos medicamentos aprobados por la FDA fueron terapias dirigidas. "Tradicionalmente, el enfoque de la atención médica ha sido un poco general", dice Malik. "Ahora podemos ver una enfermedad a nivel personal".

En ninguna parte esto es más palpable que en el campo emergente de la edición de genes, una técnica que ve a los científicos cambiar el ADN de los organismos vivos. "Rara vez la medicina realmente consigue curar a las personas", dice Malik. "Pero si el problema subyacente es una alteración genética en particular y podemos eliminar esa alteración, entonces hemos pasado de tratar a curar". Una tecnología clave detrás de la edición de genes es CRISPR-Cas9. Basado en un mecanismo de defensa que se encuentra en las bacterias, la enzima Cas9, descrita por Malik como "tijeras moleculares", se entrega a un segmento preciso de ADN que funciona mal, lo corta y lo reemplaza con ADN bueno creado en el laboratorio. Ya en los ensayos clínicos, la edición de genes se está convirtiendo en un tratamiento rápido, eficaz y cada vez más asequible. “Esta es la medicina de precisión más avanzada”, dice. "Tiene un potencial enorme".

En los 15 años transcurridos desde la secuenciación del primer genoma humano, la medicina se ha apresurado a poner en práctica sus conocimientos. La genómica nos proporciona un manual de instrucciones para humanos que nos muestra cómo arreglarnos a nosotros mismos. "En el futuro, veremos a cada paciente con cáncer secuenciado y desarrollaremos medicamentos específicos para atacar su alteración genética particular", sugiere Malik. Con la secuenciación del ADN por debajo de la marca de los $ 100, para 2025 se podrían haber secuenciado hasta dos mil millones de genomas. "Nos estamos moviendo muy, muy rápido", dice. La genómica está poniendo al paciente en lugar de la enfermedad en el centro de la atención médica, con un cambio de los tratamientos a las curas. "Está revolucionando las ideas de la gente no solo sobre el cuidado de la salud", dice Malik, "sino sobre la enfermedad misma".


Procesos orgánulos y metabólicos

Laure Michelet,. D. Lemaire, en The Chlamydomonas Sourcebook, 2009

Una. La familia GRX

La secuenciación del genoma ayudó a identificar una multiplicidad de glutaredoxinas (Lemaire, 2004 Rouhier et al., 2004b). En Arabidopsis, se han identificado treinta y un genes que codifican tres tipos diferentes de glutaredoxinas: seis de tipo CPYC, cuatro de tipo CGFS y veintiún de tipo CC (Figura 11.9). Como ya se ha observado para la familia multigénica de las tiorredoxinas, Clamidia contiene menos isoformas de glutaredoxina que Arabidopsis, pero en ese caso, no todos los tipos están representados. En efecto, Chlamydomonas contiene seis glutaredoxinas, distribuidas sólo en dos tipos diferentes: dos glutaredoxinas de tipo CPYC y cuatro glutaredoxinas de tipo CGFS (Figura 11.9 y Tabla 11.1).

Figura 11.9. Glutaredoxinas en Clamidia y Arabidopsis. Árbol filogenético de la familia GRX en Chlamydomonas y Arabidopsis. El árbol sin raíces se construyó con Clustal X y se excluyeron los huecos. Números de acceso para Clamidia las glutaredoxinas se dan en la tabla 11.1.


Cómo los investigadores canadienses están utilizando la secuenciación del genoma para rastrear las variantes del coronavirus

TORONTO - Investigadores de enfermedades infecciosas de la Universidad McMaster en Hamilton, Ontario. están utilizando la secuenciación del genoma para rastrear nuevas variantes de COVID-19.

Canadá ahora tiene varios casos de la variante altamente contagiosa del coronavirus que se encontró por primera vez en el Reino Unido en septiembre. Los investigadores dicen que pudieron identificar la nueva variante a través de la secuenciación del genoma, que ofrece información genética sobre el ADN de un organismo.

“Todo lo relacionado con la biología del virus está controlado por su ADN. Incluso las herramientas que usamos para diagnosticarlo cuando hacemos un hisopo nasal se basan en el ADN, como la prueba de PCR ”, dijo el Dr. Andrew McArthur, profesor asociado y biólogo computacional para la investigación de enfermedades infecciosas en la Universidad de McMaster, a Your Morning on de CTV. Miércoles. "Cuanto más estudias ese ADN, más puedes comprender su biología, cómo infecta, cómo enferma a las personas y cómo se mueve".

"Todos los patógenos mutan con el tiempo y se vuelven diversos y tienen cepas o variantes, por lo que hay que vigilar constantemente para asegurarse de que ninguna de esas variantes tenga propiedades que sean particularmente aterradoras", agregó.

Según la red canadiense COVID Genomics Network, solo alrededor del cinco por ciento de los casos se examinan para las diferentes variantes en Canadá. Debido a que la secuenciación del genoma es considerablemente más cara que una prueba clínica de COVID-19, McArthur dice que Canadá no puede permitirse aislar todos los casos positivos de COVID-19 para detectar la nueva variante. Por esta razón, sugiere que los investigadores trabajen con epidemiólogos para construir una estrategia de monitoreo sólida.

“Sabemos que este virus viaja y es difícil de contener. Por lo tanto, no es de extrañar que se haya extendido a nivel mundial ", dice McArthur. “Esta variante particular en el Reino Unido tiene 23 mutaciones, que es una tasa mucho más alta de lo que estamos acostumbrados a ver. Algunos de ellos estamos en lugares biológicamente interesantes que podrían cambiar el comportamiento de la vacuna ".

A medida que se aprueban y se implementan nuevas vacunas a nivel mundial, surgen dudas sobre cómo podrían funcionar para diferentes variantes del coronavirus. Algunos investigadores se preguntan si estas variantes pueden ser más astutas que las vacunas que tardaron meses y miles de millones de dólares en crearse.

“Debido a que hemos estado luchando contra esto durante tanto tiempo, tenemos las habilidades para evaluar rápidamente. No parece que esta cepa sea más peligrosa, pero la evidencia preliminar sugiere que es más infecciosa y será más difícil de controlar ”, dice McArthur. “Así que realmente necesitas responder rápidamente. I think a conservative response to shut things down while we quickly understand the biology was a reasonable response.”


You Can Get Your Whole Genome Sequenced. But Should You?

Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

Para revisar este artículo, visite Mi perfil y luego Ver historias guardadas.

There are 3 billion ways for something to go wrong with your DNA. But diseases caused by an error to a single gene—what geneticists call "big ticket" mutations—are quite rare. That’s why doctors don’t routinely recommend whole genome sequencing. But as the cost of sequencing continues to plummet and companies offer more and more ways for consumers to peer into their DNA, physicians are trying to figure out how genetic data might work into your next check-up. Can these tests really help people improve their health? Or will they confuse doctors, scare patients, and drive up unnecessary costs?

To find out, primary care doc Jason Vassy recruited a handful of colleagues from around Boston to sequence the full genomes of 50 patients—the first randomized trial of whole genome sequencing in primary care. They expected to find quizás one person with a marker for one of those rare, monogenic diseases. Instead, they found 11. “That’s a shockingly high number,” says Vassy. “If you look at the list of the conditions we found, most primary care physicians have never heard of them. It would would be crazy to think that 20 percent of people have a disease like that.”

It’s also crazy because almost none of those patients showed symptoms of their supposed genetic diseases. Except for one woman with a history of skin rashes that turned out to be something called variegate porphyria, all the patients were otherwise healthy-looking 40 and 50 year-olds. They didn’t have the symptoms their genes suggested they should, for things like chondrodysplasia punctata (shortened limbs and seizures) and Romano-Ward syndrome (when the heart to take longer than usual to recharge between beats).

Vassy found one of these rare pathogenic variants in the very first full genome his lab got back from the Illumina sequencing facility in San Diego. “It was like, OK, that’s pretty surprising, but it could also just be chance,” he says. The next few that came in all looked pretty normal. But as all 50 patients had their genomes sequenced, a clear pattern emerged: Markers of genetic disease were both more prevalent and less visible than they had ever expected. Vassy and his co-authors at Brigham and Women’s Hospital, Baylor College of Medicine, and Harvard Medical School published those results in a paper out today in The Annals of Internal Medicine.

The study wasn’t just looking to see what mutations showed up they were also following how that information shaped patient care. They found that most doctors did the right things with the genetic data they were given (as judged by an outside panel of genetic counselors). Most patients didn’t experience undue anxiety over the new genetic information. And compared to a control group that just got a standard family history, the sequenced group made more changes for their health exercising more, eating better, taking vitamins.

But the genome sequencing added an average of $350 to each patient’s overall health care costs—mostly in the form of extra tests, imaging, and visits to specialists. And with the exception of one patient, the tests didn’t have any drastic impact on health outcomes, at least over the 6 months they followed patients.

In the grand scheme of things, $350 and a few extra doctor’s visits might seem like a small price to pay for early detection. But think of those added costs on the scale of millions of patient genome sequences every year. It’s possible that over a longer timeframe, those discoveries could drive costs down—by stopping surgery for slow-mounting diseases, or avoiding certain medications—but the researchers say they’ll need more time and a bigger cohort to know for sure.


Ethical, Legal, and Social Implications

One of the most active areas of the ELSI program has been policy development related to the privacy and fair use of genetic information, particularly in health insurance, employment, and medical research. Debates in this area focus largely on the potential of genetic information to predict an increased likelihood of the eventual development of a disease phenotype in a currently healthy person.

Although many states have attempted to address “genetic discrimination” in health insurance and employment, federal legislation would provide the most comprehensive protection. Concern about the confidentiality of genetic information may make people reluctant to volunteer for studies involving disease-linked gene mutations or genetic therapy, for fear that the results could result in the loss of a job or the loss of insurance coverage.

Largely on the basis of recommendations formulated in workshops held by the Human Genome Project and the National Action Plan on Breast Cancer, 39,40 the Clinton administration endorsed the need for congressional action to protect against genetic discrimination in health insurance and employment. In 1996, Congress enacted the Health Insurance Portability and Accountability Act, which represented a large step toward protecting access to health insurance in the group-insurance market but left several serious gaps in the individual-insurance market that must still be closed.

In the area of workplace discrimination, the Equal Employment Opportunity Commission has interpreted the Americans with Disabilities Act as covering on-the-job discrimination based on “genetic information relating to illness, disease or other disorders.” 41 But no claims of genetic discrimination have been brought to the commission, and the guidance has yet to be tested in court, so the degree of protection actually provided by the act remains uncertain.

In the area of privacy, as part of the partnership between the National Action Plan on Breast Cancer and the Human Genome Project, medical researchers, policy makers, and representatives of law, government, the insurance industry, and public health have recently assessed current policies and practices designed to protect confidentiality in genetics research and have identified areas where new or modified policies or practices might enhance the protection of privacy and promote the conduct of research. The group is developing a set of principles for researchers, research institutions, state and federal agencies, and policy makers to consider in formulating measures to protect the privacy of research information.

Other important steps have been taken to ensure the responsible integration of genetic tests into clinical practice. For the most part, genetic testing in the United States has developed successfully, providing options for avoiding, preventing, and treating inherited disorders. But the rapid pace of test development combined with the rush to market new products may create an environment in which the tests are made available before they have been adequately validated. On the recommendation of the Task Force on Genetic Testing, 42 assembled by the Human Genome Project's NIH–DOE ELSI Working Group, the Secretary of the Department of Health and Human Services has established an advisory panel to ensure the safe introduction of genetic tests into clinical practice.

Completion of the first human-genome sequence and the expansion of human genetic research to include studies of genetic variation among subpopulations have raised new questions about ethical, legal, and social issues. The 1998–2003 plan includes an examination of these issues as well as the integration of genetic technology and information into health care and public health activities the use of knowledge about genomics and gene–environment interactions in nonclinical settings examination of a variety of philosophical, theological, and ethical perspectives on new genetic knowledge and consideration of the ways in which racial, ethnic, and socioeconomic factors affect the use, understanding, and interpretation of genetic information, the use of genetic services, and the development of policy. 3


Microbial Genomics: Metagenomics

Traditionally, microbiology has been taught with the view that microorganisms are best studied under pure culture conditions, which involves isolating a single type of cell and culturing it in the laboratory. Because microorganisms can go through several generations in a matter of hours, their gene expression profiles adapt to the new laboratory environment very quickly. In addition, the vast majority of bacterial species resist being cultured in isolation. Most microorganisms do not live as isolated entities, but in microbial communities known as biofilms. For all of these reasons, pure culture is not always the best way to study microorganisms. Metagenomics is the study of the collective genomes of multiple species that grow and interact in an environmental niche. Metagenomics can be used to identify new species more rapidly and to analyze the effect of pollutants on the environment ([Figure 2]).

Figure 2: Metagenomics involves isolating DNA from multiple species within an environmental niche.


Your take-homes

Our take-home message of choice: researchers now have a genomic resource for HeLa cells. Hopefully people can use it to improve the way they design genetic or genomic studies using HeLa. Those who feel ambitious can also use our resources to reinterpret old data (oh wait, that was actually a right turn on Marine Drive?).

Now that we know just how abnormal this genome really is, might it be time to reconsider how we use HeLa to model human biology? I wonder, for example: does it make sense to study the function of genes in cells where they are mutated to a seemingly crippling extent or not even expressed to begin with? Should we study process X in a cell line that probably really sucks at that process? Food for thought.

It’s 11 o’clock. Do you know what your cell line genome is? Cell lines are absolutely indispensable for studying human biology, but they also usually come with a free dose of genomic instability. I think our study emphasizes just how vastly that can affect what you’re working with. Look at chromothripsis, for example: if chromosomes can just spontaneously shatter in cell lines, then that could complicate things oh-so-slightly. So the moral of the story is: Sequence your cell lines! This might even become a standard way to validate them over time. Our study shows that at least one-off sequencing of aberrant genomes is feasible, and illustrates some of the associated analytical challenges.

And the final important take-home, which I had to frame as a mini-tirade due to some online interpretations of our study:

Neither I nor any of my co-authors intend to detract from the significant discoveries and technological breakthroughs that HeLa cells have enabled. As I mentioned, researchers have been aware of HeLa’s abnormal genome for a long time, but there were good reasons to use it anyway. Even now, there are certainly types of experiments where HeLa might be the best model to use. So please don’t mistake (ahem) our findings to mean that using this cell line is stupid and we should toss out those 60,000 papers and revoke those Nobel prizes, because that’s not what they mean at all. All we hope they do is inform the use of HeLa in future studies.

I want to close by paying tribute to Henrietta Lacks for her endless, albeit unknowing, contributions to science. Her cells inherited 4 letters from her name, and many more from her genome. No matter how we continue to use these cells, their status in biological research is nothing short of immortal.


Ver el vídeo: Conocer tu mapa genético para vivir más y mejor (Agosto 2022).