N.71 – Aplicaciones de la genética y la genómica

Nuestro genoma contiene las instrucciones para el desarrollo de cada uno de nosotros, y sus pequeñas variaciones (más cierto componente ambiental) nos hacen diferentes de los demás. En el artículo aquí reseñado se traza un panorama integrador de las actuales aplicaciones de la genética y la genómica en el ámbito de la salud. Las categorías adoptadas y las respectivas consideraciones son las siguientes:

1.- Diagnóstico de enfermedades: Es la aplicación más conocida de la genética en medicina. En la actualidad se conocen las causas genéticas de más de 3.000 enfermedades. Cuando un médico sospecha que un paciente padece una determinada enfermedad genética, es posible analizar su ADN para indagar si porta una mutación en el gen pertinente. En otros casos deben analizarse todos los genes del genoma o todo el genoma.

2.- Prevención de enfermedades: El conocimiento de las causas genéticas de muchas enfermedades permite, en algunos casos, prevenir su aparición en las siguientes generaciones. Una forma de prevenir enfermedades hereditarias es realizar un estudio preconcepcional. En ocasiones, conocer el riesgo genético de una enfermedad puede contribuir a prevenir su aparición en la propia persona afectada.

3.- Tratamiento de enfermedades: Son crecientes los usos de la genética y la genómica en el tratamiento de enfermedades. Aquí se presentan algunos ejemplos:

(a) Investigación de fármacos: La utilidad de la genética en el desarrollo de fármacos tiene diferentes niveles. Por ejemplo, los estudios genéticos pueden contribuir a identificar dianas moleculares a las cuales dirigir el diseño de fármacos.

(b) Producción de proteínas terapéuticas: Varias proteínas terapéuticas se producen a partir de organismos o células en los que se introduce un fragmento de ADN con la información genética de la proteína terapéutica en células bacterianas o eucarióticas, se espera a que estas células expresen la proteína y a continuación se purifica. Por ejemplo, el interferón alfa-2b se produce en cultivos de bacteria E. coli (convertida en biofactoría de interferón). Otro ejemplo es la insulina.

(c) Terapia génica: Consiste en la utilización de instrucciones genéticas (de ADN o ARN) para curar o tratar enfermedades. Con el creciente conocimiento de las causas biológicas de las enfermedades genéticas y el desarrollo de mejores herramientas para introducir, modificar o inactivar genes, se dispone de una creciente cantidad de terapias génicas aprobadas para diversas enfermedades.

(d) Vacunas: Hoy están particularmente difundidas las vacunas de ARN mensajero, pero no son éstas las únicas vacunas producidas con base en genética. Del mismo modo que pueden producirse proteínas terapéuticas en bacterias o células de levadura o mamíferos, también pueden producirse antígenos que estimulen al sistema inmunitario y lo preparen para una posible infección. Un ejemplo es la vacuna de la hepatitis B, que se produce en células de levadura, o la vacuna para el virus del papiloma humano.

(e) Medicina de precisión: La genética es uno de los pilares de la medicina de precisión, que considera las características (genéticas y otras) de cada persona para decidir cómo manejar o tratar una enfermedad. La genética contribuye a la medicina personalizada en diversos niveles. Por una parte, la información genética de la persona puede ser útil para decidir qué tratamiento es el adecuado, o para saber si ciertos tratamientos van a ser eficaces o si podrían resultar tóxicos. La farmacogenética estudia los factores genéticos que influyen en la respuesta variable de los individuos a cierto medicamento. La farmacogenómica estudia la variación en la expresión de los genes relevantes para las enfermedades y la respuesta variable a cierto medicamento.

4.- Monitorización de enfermedades: La genética puede ser úti para monitorizar cómo evolucionan algunas enfermedades. Mediante secuenciación masiva puede monitorizarse cómo evoluciona un cáncer a través de sucesivas mutaciones. Además puede indagarse la efectividad de un tratamiento, la “enfermedad residual” (células tumorales que permanecen después de un tratamiento), o detectar la aparición de mutaciones que inmunizan a las células tumorales frente a un determinado tratamiento. También se utilizan biopsias líquidas para analizar (a partir de sangre) el ADN procedente de células tumorales. En enfermedades infecciosas pueden utilizarse métodos genómicos para estimar -en sangre- la carga viral en los pacientes.

5.- Pronóstico de enfermedades: La genética puede facilitar, en algunos casos, la realización de predicciones sobre la posible evolución de un paciente. Por ejemplo, en algunas enfermedades genéticas la presencia de una u otra mutación causal puede determinar una evolución más rápida o lenta de la enfermedad. Conocer el genotipo del paciente (o de las células tumorales) puede ayudar a estimar cómo puede evolucionar la enfermedad en su caso concreto y a decidir qué tipo de tratamiento es el más adecuado.

6.- Seguimiento epidemiológico: La pandemia de Covid-19 es un ejemplo de cómo pueden utilizarse herramientas genómicas para estudiar -en tiempo real- la evolución de una pandemia. Desde el inicio del brote, diferentes grupos de investigación secuenciaron los genomas de coronavirus SARS-CoV2 provenientes de pacientes infectados. Pudieron así registrarse las mutaciones que se fueron produciendo en el coronavirus y el “éxito” de cada variante. Esta misma estrategia puede utilizarse ante brotes de otras enfermedades infecciosas.

7.- Nutrición de precisión: Procura adaptar la dieta de una persona a sus propias características (edad, estado de salud, actividad y perfil genético). Hay dos ramas de la genética que estudian las relaciones entre genes y nutrientes: la nutrigenética estudia cómo afectan las variaciones en el ADN a la respuesta de cada persona a determinados nutrientes y la nutrigenómica investiga cómo afectan los nutrientes a la expresión del genoma. Uno de los ejemplos más conocidos es la intolerancia a la lactosa causada por mutaciones en el gen LCT.

8.- Investigación de enfermedades: La genética ha proporcionado una batería de herramientas para estudiar la fisiología humana y el desarrollo de enfermedades, por ejemplo: PCR, clonación de ADN, ingeniería genética, análisis de expresión en células o tejidos, creación de modelos animales, etc. Se prevé que nuevos descubrimientos y avances aportarán nuevas formas en las que la genética y la genómica pueden contribuir al cuidado de la salud.