Todos los humanos compartimos cerca del 99 % del material genético y las diferencias individuales se explicarían por el 1 % de ADN restante. El proyecto 1000 Genomas tiene como objetivo principal catalogar la variación genética en la especie humana, y en este reto científico participan instituciones de gran prestigio internacional, como por ejemplo el Centro de Genética Humana Wellcome Trust (Reino Unido), la Universidad de Oxford (Reino Unido), la Universidad de Harvard (Estados Unidos), el Instituto Broad de MIT y Harvard (Estados Unidos), la Universidad de Washington (Estados Unidos) o el Instituto Max Planck de Genética Molecular (Alemania).
Estudiar la variabilidad del genoma humano
Los resultados de la fase piloto del proyecto 1000 Genomas (Nature, 2010) perfilaban una nueva frontera en el estudio de la variación genética de las poblaciones humanas y los marcadores genéticos de enfermedades. Los resultados que presenta ahora Nature se basan en la secuenciación y comparación de los genomas de 1.092 personas sanas de una amplia gama de grupos étnicos de catorce países de Europa, África, Asia y América, y suponen un adelanto sin precedentes en la capacidad de relacionar la información secuencial del ADN con riesgo de incidencia de enfermedades. El trabajo, que integra datos procedentes de múltiples tecnologías generadas por centros de investigación entre 2008 y 2011, será también un referente en la optimización de plataformas de secuenciación de nueva generación y en el estudio de la variabilidad de los polimorfismos del ADN en el genoma humano.
Como destaca uno de los principales autores, el profesor Gil McVean, de la Universidad de Oxford, «nuestro trabajo ha revelado que individuos aparentemente sanos son portadores de centenares de variantes raras de genes que pueden tener un efecto sutil sobre el funcionamiento de los genes, y de dos a cinco variantes raras que han sido identificadas como causantes de patologías en otras personas».
En opinión de Marc Via, experto en estudios de epidemiología genética y genética de poblaciones humanas y uno de los coautores del artículo, «el proyecto 1000 Genomas nos ha permitido identificar distintas formas de variabilidad del genoma humano con un nivel de resolución superior al de estudios anteriores, con un foco especial en la vertiente de la aplicabilidad en estudios de genética biomédica».
«Uno de los puntos que diferencian este proyecto es la amplia gama de poblaciones representadas», detalla Marc Via, que ha colaborado en el diseño de la muestra de esta investigación dentro del grupo Samples/ELSI (Ethical, Legal, and Social Implications). «Se ha hecho un gran esfuerzo —continúa— para que la muestra poblacional sea representativa de todos los continentes, y además, para que sea útil en el marco de los estudios actuales de investigación biomédica en poblaciones humanas. En Europa, por ejemplo, se han cubierto cinco poblaciones que representan los extremos de variación dentro del continente, al igual que se ha hecho en América, Asia, etc. Esto nos ha ayudado a capturar un porcentaje más alto de la variabilidad genética (dentro y fuera de los continentes) que representa patrones de variabilidad ocurridos en diferentes escalas temporales en todo el planeta».
Miles de mutaciones deletéreas en el genoma humano
Este estudio internacional describe un catálogo de 38 millones de mutaciones en un único nucleótido del ADN, el denominado polimorfismo de nucleótidos simples (SNP), presentes en la población humana. También se han identificado 1,4 millones de pequeñas inserciones y deleciones y otras fuentes de variabilidad del genoma humano. «Más de la mitad de los 38 millones de SNP identificados son nuevos polimorfismos desconocidos hasta ahora y en muchos casos son mutaciones, de muy baja frecuencia, que anulan la función biológica de alguna proteína o gen. En el fondo, todos somos portadores de mutaciones potencialmente deletéreas en nuestro genoma», explica Marc Via, que desarrolló estudios posdoctorales en el Instituto de Genética Humana (Universidad de California, San Francisco) bajo la dirección del experto Esteban G. Burchard, también coautor del estudio.
El proyecto 1000 Genomas, que incluye grupos familiares (madre, padre e hijo) en la muestra poblacional, también ha sido clave para llevar a cabo estudios comparativos de los genomas de padres y de hijos. Con este protocolo, es posible identificar el número de mutaciones que surgen en cada nueva generación y conocer la tasa de recombinación con un grado de resolución antes desconocido. Pero los adelantos no acaban aquí: los científicos también han logrado otro reto: reconstruir la fase cromosómica de los padres de manera óptima a partir de la caracterización del haplotipo del hijo.
Objetivo futuro: secuenciar el ADN de 2.500 personas
Más allá de ser una recopilación de referencia de la variabilidad genética humana, el proyecto 1000 Genomas multiplica la capacidad de detectar variaciones en genes que puedan relacionarse con enfermedades y ayuda a establecer nuevos puentes entre el mundo de la genética molecular y la biomedicina. En futuras fases, el proyecto creará un mapa exhaustivo de las variaciones genéticas de las secuencias del ADN de cerca de 2.500 personas de varias poblaciones de todo el mundo.
Todo este esfuerzo investigador a escala internacional se quiere traducir en un corpus de información sobre el genoma humano que potencie la investigación sobre las bases genéticas de enfermedades (esclerosis múltiple, enfermedades cardíacas, cáncer, etc.) y que ayude a definir con más precisión los factores de riesgo genético conocidos y desconocidos mediante los estudios de asociación a lo largo del genoma (genome-wide association studies, GWAS) que ya están dando resultados en la investigación. Como concluye Marc Via, «el proyecto 1000 Genomas no es simplemente un proyecto científico que da respuesta a preguntas que nos planteamos. Además, es una herramienta muy potente a disposición de cualquier investigador de todo el mundo. Y uno de los grandes retos que tenemos ante nosotros es extraer este volumen inmenso de información y traducirla en términos clínicos».
