El futuro de la medicina genómica

Editado por Christina Swords, Ph.D.

¿Qué es la medicina genómica?

La genómica es el estudio del código genético completo o la secuencia de ADN de un organismo, y cómo los genes formados por ese ADN interactúan entre sí y con el medio ambiente para hacer que ese organismo sea lo que es. El genoma humano se secuenció por primera vez con la finalización del Proyecto Genoma Humano en 2003, pero hasta el día de hoy no se comprenden las funciones de muchas partes del genoma. Los científicos todavía están trabajando para mejorar nuestra comprensión de cómo exactamente el código genético único de cada persona afecta sus rasgos, su salud y sus vidas.

A medida que mejora la tecnología de secuenciación del genoma, también lo hace nuestra comprensión del genoma. El primer genoma humano secuenciado por el Proyecto Genoma Humano costó $ 2.7 mil millones. La combinación de una mayor disponibilidad de secuenciación y una mayor comprensión de cómo la variación genómica afecta nuestros rasgos ha estimulado la aparición del campo de la medicina genómica: la aplicación de la información genómica de un individuo para ayudar a tomar decisiones personalizadas sobre su atención médica.

Debido a que la disponibilidad de la secuenciación del genoma completo era bastante limitada hasta hace poco y lleva un tiempo significativo traducir la investigación de vanguardia en la práctica clínica, la medicina genómica aún se encuentra en sus primeras etapas. Sin embargo, incluso hoy en día está contribuyendo significativamente a mejorar los resultados del tratamiento, y este impacto aumentará en órdenes de magnitud en los próximos años a medida que nuestra capacidad para comprender y analizar el genoma continúe mejorando.

Cómo la genómica está transformando la práctica de la medicina hoy

Si bien la medicina genómica aún se encuentra en sus primeras etapas, ya ha tenido profundos impactos positivos en los diagnósticos clínicos, los tratamientos y las herramientas de toma de decisiones en muchas disciplinas de la medicina.

Desde hace algún tiempo, hemos tenido la capacidad de utilizar pruebas genéticas para diagnosticar enfermedades genéticas simples como la fibrosis quística, la anemia de células falciformes o la enfermedad de Tay-Sachs. Sin embargo, los avances recientes en la medicina genómica nos han brindado la capacidad de utilizar datos genómicos para comprender mejor el riesgo de un individuo de desarrollar afecciones con componentes genéticos más complejos. Un ejemplo bien conocido es que los individuos con ciertas mutaciones en la supresión tumoral BRCA1 y / o BRCA2 Los genes tienen muchas más probabilidades de desarrollar cáncer de mama que las personas sin estas mutaciones. Un individuo que ha sufrido secuenciación del genoma completo de alta cobertura puede determinar si tienen o no una mutación en estos genes. Si lo hacen, pueden tomar medidas para reducir el riesgo de cáncer de mama, como tomar ciertos medicamentos hormonales preventivos o hacerse exámenes de mama con regularidad.

Otra técnica notable y relativamente reciente para predecir el riesgo de enfermedad de un individuo es la puntuación de riesgo poligénico. Las puntuaciones de riesgo poligénico suman los efectos de las variaciones de un individuo de muchos genes diferentes para calcular una puntuación que predice la susceptibilidad del individuo a una enfermedad. Los científicos han estado creando rápidamente muchos puntajes de riesgo poligénicos nuevos para predecir la susceptibilidad a muchas afecciones. Algunas puntuaciones de riesgo que se informan comúnmente en las pruebas genéticas en la actualidad brindan información sobre el riesgo de una persona de desarrollar una enfermedad cardíaca y diabetes tipo 2 en el futuro.

Además de predecir el riesgo de enfermedad y ayudar a tomar medidas preventivas, la medicina genómica ya se está utilizando para administrar terapias personalizadas a pacientes que son más efectivas que las terapias tradicionales. Uno de los campos líderes en la aplicación de la medicina genómica para este fin es la oncología. Al secuenciar muestras del tumor de un paciente, los médicos pueden recomendar tratamientos según las mutaciones que posea el tumor. Dado que estos tratamientos se dirigen al tumor basándose en mutaciones que lo diferencian de las células normales del cuerpo, generalmente son significativamente más efectivos y causan menos efectos secundarios que los tratamientos tradicionales contra el cáncer, como la quimioterapia y la radiación. Un ejemplo relativamente bien conocido de tal tratamiento es la clase de medicamentos de inmunoterapia contra el cáncer conocidos como inhibidores de puntos de control, que se utilizan para tratar varios tipos diferentes de cánceres. Varios de estos fármacos actúan dirigiéndose a la proteína PD-L1, que está codificada por CD274 gen y ayuda a las células cancerosas a evadir la detección por parte del sistema inmunológico. Por lo tanto, al secuenciar una muestra de tumor y verificar si el tumor expresa o no PD-L1 en una alta proporción de sus células, podemos obtener información sobre la posibilidad de que estos medicamentos puedan tratar ese tumor de manera efectiva. Para enfatizar cuán avanzado es el enfoque de la medicina genómica para la oncología, la aprobación de la FDA en 2017 de un inhibidor de punto de control, pembrolizumab, fue la primera vez que aprobó un medicamento contra el cáncer basado en la genética del tumor en lugar del tipo de tejido o el sitio del tumor.

Sin embargo, este enfoque de adaptar los tratamientos en función de los perfiles genéticos no se limita a los tumores y la oncología. El campo emergente de la farmacogenómica, una aplicación de la medicina genómica, utiliza información sobre el genoma de una persona para ayudar a determinar qué medicamentos y tratamientos se adaptan mejor a sus necesidades. Actualmente, la farmacogenómica está ganando terreno en la psiquiatría, ya que estudios recientes han sugerido que el perfil genético de un individuo se puede utilizar para determinar qué antidepresivos y qué fármacos antipsicóticos serán más eficaces para ellos.

Uno de los avances más innovadores en la medicina genómica es la terapia génica, que consiste en tratar un trastorno insertando un gen en las células de un paciente o inactivando un gen mutado que no funciona correctamente. Un método común para hacer esto es aprovechar ciertos tipos de virus que invaden las células e inyectan su propio ADN en los cromosomas de las células. Los científicos utilizan virus modificados que inyectan código genético útil en lugar de su propio material genético para corregir genes que no funcionan correctamente. Al hacer esto, pueden tratar y, a veces, curar enfermedades genéticas. En este momento, solo un puñado de terapias genéticas aprobado por la FDA para uso clínico en los EE. UU. para el tratamiento de afecciones como la atrofia muscular espinal o la distrofia retiniana. Sin embargo, actualmente se están realizando ensayos clínicos con muchas terapias nuevas.

El futuro de la medicina genómica

Aunque es un campo relativamente nuevo, la medicina genómica ya ha provocado cambios significativos en muchos aspectos de la asistencia sanitaria. Sin embargo, a medida que nuestra capacidad para comprender y analizar el genoma mejore con el tiempo, el impacto de la genómica médica aumentará drásticamente.

El costo de la secuenciación del genoma completo ha caído exponencialmente y continuará haciéndolo en el futuro hasta que esté disponible a un precio asequible para todos. Como otros problemas que impiden que las personas sean secuenciadas, como intimidad También se abordan las preocupaciones, habrá un aumento significativo en las personas que son secuenciadas y una explosión de datos genómicos disponibles para su uso en la investigación. Con estos datos, los investigadores podrán mejorar más rápidamente nuestra comprensión del genoma humano, ampliando enormemente las capacidades de la medicina genómica.

Los conjuntos de datos genómicos más grandes permitirán a los investigadores obtener una mejor comprensión del grado en que muchas enfermedades y afecciones son causadas por la genética de un individuo y una capacidad mejorada para medir la predisposición de los individuos a diversas enfermedades en función de su información genómica. Una mejor comprensión de la genética que subyace a las condiciones específicas también ayudará a proporcionar información sobre los mecanismos celulares que subyacen a esas condiciones, lo que brindará a los científicos nuevos conocimientos sobre cómo desarrollar curas. Debido a esto, las personas que tengan sus genomas secuenciados podrán obtener información mucho más completa y personalizada sobre las enfermedades a las que son susceptibles y recibir información procesable sobre las medidas preventivas que pueden tomar con respecto a su estilo de vida y entorno para reducir sus posibilidades de experimentar alguna vez. estas condiciones.

Es importante destacar que los elementos genéticos que subyacen a condiciones más comunes también se comprenderán mejor. Por ejemplo, si su genoma lo predispone a la obesidad, su médico le informará y le dará consejos personalizados sobre cambios en el estilo de vida para ayudarlo a evitar que se vuelva obeso. Ya se han iniciado investigaciones sobre la genética subyacente a muchas afecciones comunes como las enfermedades cardíacas y la diabetes, pero aún no se comprenden bien.

En particular, las personas con enfermedades raras pueden beneficiarse de una mayor disponibilidad de secuenciación genómica. Dado que no hay muchos pacientes con enfermedades raras, es difícil para los investigadores tener acceso a suficientes datos para realizar estudios sobre estas enfermedades. Hacer que la secuenciación genómica sea más asequible, atractiva y accesible para la investigación ayudará a los investigadores a obtener los datos que necesitan para comprender la genética subyacente a estas afecciones y desarrollar mejores diagnósticos y terapias.

Además, la disponibilidad más generalizada de secuenciación genómica nos permitiría reducir en gran medida o eliminar totalmente la prevalencia de muchos trastornos genéticos con métodos de herencia simples, como la fibrosis quística o la enfermedad de Tay-Sachs. Si todos están secuenciados y saben si son portadores de algunos de estos trastornos, pueden tomar medidas de precaución para asegurarse de que su descendencia no herede las afecciones. Por ejemplo, una opción es utilizar la fertilización in vitro para garantizar que la afección no se transmita a su descendencia. Al eliminar o reducir la prevalencia de estos trastornos, se puede evitar que muchas personas sufran y se puede hacer que el sistema de salud sea más eficiente.

Finalmente, a medida que se comprendan mejor los mecanismos subyacentes a las enfermedades genéticas y se perfeccionen las técnicas de edición de genes como CRISPR-Cas9, podremos utilizar estas técnicas a gran escala para tratar muchas enfermedades genéticas. Con la edición de genes, los científicos podrán tratar o incluso curar los trastornos genéticos alterando las variantes genéticas que los están causando y restaurando la función normal. Mientras no se editen las células de la línea germinal (óvulos y espermatozoides), estos cambios genéticos no deben transmitirse a la descendencia de los individuos tratados.

Lo que los consumidores deben saber sobre la genómica personal

Está claro que los beneficios del avance de la medicina genómica serán grandes. Sin embargo, existen preocupaciones con respecto a la genómica y la privacidad de las que cualquier persona que esté considerando participar en la investigación o la medicina genómica debería conocer. Si ha secuenciado su genoma para que pueda participar, debe saber quién tendrá acceso a sus datos posteriormente. Muchas empresas actuales de análisis genéticos directos al consumidor vender los datos de sus usuarios a empresas farmacéuticas . Si bien creemos claramente que es beneficioso poner más datos genómicos a disposición de los investigadores, también creemos que sus datos genómicos le pertenecen a usted, por lo que debe tener un control total sobre exactamente quién tiene acceso a sus datos. Es por eso que la plataforma Nebula le da la opción de compartir o no sus datos genómicos anónimos con los investigadores caso por caso y lo recompensa si elige compartirlos con ellos.

Además, dependiendo de dónde viva, es posible que las compañías de seguros usen sus datos genómicos para establecer precios por usted. En los Estados Unidos, el Ley de no discriminación por información genética de 2008 (GINA) evita que las compañías de seguros de salud discriminen a las personas en función de sus datos genéticos. Sin embargo, otros tipos de compañías de seguros, como las de vida o invalidez, aún podrían usar sus datos para establecer precios si lo desean. En Nebula, estamos desarrollando técnicas criptográficas para asegurarse de que solo usted y aquellos con los que elija explícitamente compartir sus datos puedan verlos.

Vale la pena señalar que a medida que avanza la medicina genómica, también aumentarán los riesgos de privacidad que representan las personas. Los científicos ya están trabajando en algoritmos para permitirles generar una aproximación del rostro de una persona utilizando sus datos genómicos. A medida que estas técnicas avancen en el futuro, será aún más fácil para las personas usar sus datos genómicos anónimos para identificarlo y obtener una gran cantidad de información sobre usted.

En última instancia, la medicina genómica tiene el potencial de realizar cambios positivos extraordinarios en la atención médica si se ponen a disposición de los investigadores más datos genómicos, pero debemos asegurarnos cuidadosamente de que estos datos se utilicen de manera ética y equitativa. Nuestro objetivo en Nebula es permitirle ser secuenciado a un precio asequible mientras mantiene la propiedad de sus datos y le permite compartir esos datos de forma segura y anónima con investigadores para ayudar al progreso de la medicina genómica si así lo desea.