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

Hace m¨¢s de una d¨¦cada, se secuenci¨® el primer genoma completo de un ser humano. La met¨¢fora dec¨ªa entonces que aquello era nuestro libro de instrucciones e incluso el lenguaje de Dios. La met¨¢fora, aunque tenga una connotaci¨®n menos optimista que entonces, puede seguir siendo v¨¢lida. Es posible que aquella informaci¨®n que se extrajo, fuese como un libro de instrucciones de la vida, pero los que se lo encontraron no sab¨ªan leerlo. Algo as¨ª como si un empleado de banca se encontrase los planos para construir una bomba at¨®mica.

Despu¨¦s de obtener la secuencia completa del genoma humano, a partir de mitad de la d¨¦cada pasada, la mejora en las t¨¦cnicas para extraer esa informaci¨®n, facilit¨® 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 informaci¨®n para manipular los mecanismos de la vida no est¨¢ siendo f¨¢cil, pero ya est¨¢ empezando a mostrar aplicaciones.

Una de las m¨¢s esperadas tiene que ver con las posibilidades que ofrece para la salud humana. En estos d¨ªas, est¨¢n teniendo lugar reuniones para realizar un an¨¢lisis sistem¨¢tico de los datos obtenidos en el proyecto del Atlas del Genoma del C¨¢ncer de EEUU y el consorcio internacional para secuenciar el genoma de m¨¢s de 70 tipos de c¨¢ncer. Este ¨²ltimo proyecto, en el que Espa?a participa secuenciando el genoma de la leucemia linf¨¢tica cr¨®nica, ha permitido detectar una gran cantidad de variaciones gen¨¦ticas relacionadas con la enfermedad, pero tambi¨¦n ha mostrado su inmensa complejidad y las dificultades para combatirla, incluso con toda esa nueva informaci¨®n.

¡°Analizando todo el genoma de un tumor y compar¨¢ndolo con muchos tumores de ese mismo tipo, hemos encontrado que no hay dos iguales. Las alteraciones que han generado un tumor son ¨²nicas para ese tumor y ese paciente, y aunque hay algunas comunes, otras son completamente distintas¡±, contaba en una entrevista con Materia Carlos L¨®pez-Otin, uno de los directores del proyecto. Adem¨¢s, continuaba, ¡°se ha aprendido que no solo cada tumor es diferente sino que dentro de un mismo tumor hay diferencias¡±. Interpretar toda esta informaci¨®n requerir¨¢ la generalizaci¨®n del uso de la computaci¨®n para darle sentido y la aparici¨®n de m¨¢s perfiles profesionales h¨ªbridos, que a¨²nen el conocimiento inform¨¢tico y el biol¨®gico.

¡°La pr¨¢ctica cl¨ªnica est¨¢ muy regulada e introducir nuevos protocolos y nuevos tratamientos no es tan f¨¢cil¡±, se?ala Alfonso Valencia, investigador del CNIO y uno de los grandes expertos en esa intersecci¨®n de conocimientos en el que crece la bioinform¨¢tica. Precisamente por la dificultad para gestionar esa gran cantidad de informaci¨®n, cuenta Valencia que muchas veces, para los m¨¦dicos que tratan con pacientes a diario, es m¨¢s pr¨¢ctico hacer an¨¢lisis limitados a los genes mejor conocidos, como los BRCA1 y BRCA2, relacionados con el c¨¢ncer de ovario o mama, y no ahogarse en la inmensa informaci¨®n de un genoma completo. Sin embargo, las secuenciaciones m¨¢s amplias sirven para que los investigadores puedan identificar las variaciones gen¨¦ticas de inter¨¦s sobre las que luego se actuar¨¢ en los hospitales.

Otra de las aplicaciones de la secuenciaci¨®n gen¨®mica al c¨¢ncer mencionada por Valencia tiene que ver con un cambio de enfoque para tratar la enfermedad. ¡°Se trata de organizar ensayos cl¨ªnicos para buscar tratamientos no centr¨¢ndote en el tipo de c¨¢ncer, si es de pulm¨®n o de p¨¢ncreas, por ejemplo, sino por el perfil de mutaciones¡±, explica el responsable del Grupo de Biolog¨ªa Computacional del CNIO.

El olivo de Emilio Bot¨ªn

En la agricultura, la secuenciaci¨®n de genomas completos tambi¨¦n ha sido una fuente de conocimiento muy ¨²til para hacer m¨¢s eficaces sistemas de manipulaci¨®n gen¨¦tica 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 generaliz¨® fomentado por agricultores holandeses hacia el siglo XVI por su identificaci¨®n con el color ense?a del pa¨ªs.

Aquellos procesos de selecci¨®n eran costosos y tomaban mucho tiempo, porque se realizaban por ensayo y error. Con el conocimiento del genoma y la identificaci¨®n de caracter¨ªsticas concretas que fomentar en regiones determinadas, este proceso se ha facilitado y acelerado. ¡°Con el genoma, si sabes qu¨¦ genes codifican para ciertos rasgos, puedes saber si un cruce ha tenido ¨¦xito a partir de plantas muy peque?as, sin necesidad de que crezcan, ahorrando mucho tiempo y dinero¡±, explica el investigador del Centro de Regulaci¨®n Gen¨®mica de Barcelona Toni Gabald¨®n, que ha participado en la secuenciaci¨®n, entre otras especies, del lince ib¨¦rico y de un olivo milenario que perteneci¨® a Emilio Bot¨ªn.

¡°La utilidad del genoma ir¨¢ creciendo cuando sepamos qu¨¦ genes son ¨²tiles para qu¨¦, pero aunque se tardar¨¢ tiempo, ese conocimiento ser¨ªa mucho m¨¢s dif¨ªcil de conseguir sin el genoma, que acelera mucho el conocimiento de cualquier organismo¡±, afirma Gabald¨®n. El olivo es un ¨¢rbol en el que se observa la utilidad de la secuenciaci¨®n, porque es una especie que tarda mucho en alcanzar su producci¨®n m¨¢xima. Secuenciar el genoma permitir¨¢ ver qu¨¦ cambios ha habido durante la domesticaci¨®n, estudiar las variabilidades gen¨¦ticas relacionadas con los tipos de aceite que ofrece cada variedad del ¨¢rbol 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 secuenciaci¨®n del genoma del lince, ¡°el objetivo era entender la din¨¢mica poblacional de los animales para entender cu¨¢l es el riesgo de colapso de esa poblaci¨®n y optimizar los cruces¡±, afirma Gabald¨®n. Gracias a la informaci¨®n que proporciona el genoma, es posible identificar qu¨¦ regiones del genoma est¨¢n relacionadas, por ejemplo, con problemas de resistencia a enfermedades v¨ªricas y con esa informaci¨®n se puede evitar cruzar a individuos que vayan a producir cr¨ªas proclives a esas dolencias.

Por ¨²ltimo, uno de los campos en el que la secuenciaci¨®n masiva est¨¢ produciendo cambios revolucionarios es el estudio de los microorganismos. Antes, observando a trav¨¦s de un microscopio era complicado clasificar la gran cantidad de microorganismos que habitan nuestro est¨®mago o la superficie de una mesa. La secuenciaci¨®n ha abierto la posibilidad de estudiar todos esos ecosistemas microsc¨®picos que tienen una gran influencia en todo tipo de procesos, desde la digesti¨®n a la producci¨®n de alimentos.

Jos¨¦ Luis Garc¨ªa, investigador del Centro de Investigaciones Biol¨®gicas del CSIC y socio fundador de la empresa Life Sequencing, explica c¨®mo aplican las tecnolog¨ªas de secuenciaci¨®n a todo tipo de procesos. ¡°Nosotros empleamos esta informaci¨®n, por ejemplo, para conocer mejor algunos tipos de bacterias que se utilizan para producir antibi¨®ticos¡±, se?ala. ¡°Utilizamos la biolog¨ªa de sistemas y creamos modelos para adaptar la bacteria de forma que se mejore la producci¨®n¡±, afirma.

Poco a poco, las aplicaciones de conocer aquel libro de instrucciones de la vida est¨¢n llegando a la gente, pero como recuerda Garc¨ªa, ¡°la secuenciaci¨®n masiva de genomas empieza en el 2005 y la explosi¨®n es cosa de los ¨²ltimos tres o cuatro a?os, as¨ª que las grandes aplicaciones podr¨ªan llegar dentro de diez a?os¡±.