Proyecto Genoma Humano

Introducción

El DNA es una doble cadena de polinucleótidos formada por pares complementarios de las cuatro bases nitrogenadas conocidas como A (adenina), G (guanina), C (citosina) y T (timina).

Se calcula que el número de células de un humano adulto es del orden de 10; todas ellas tienen el mismo DNA porque proceden, por simples divisiones mitóticas, del zigoto formado por la fusión de los gametos materno y paterno. En esta molécula de DNA se encuentra toda la información necesaria para sintetizar todas las sustancias -RNA y proteí­nas enzimáticas, reguladoras y estructurales- que controlan el desarrollo y la actividad biológica del individuo; se denomina gen al segmento del DNA que contiene la información para una determinada proteí­na.

Desde los primeros dí­as del desarrollo embrionario u ontogénesis las células se van especializando estructural y funcionalmente dando origen a los distintos tejidos y órganos.

Las células, que inicialmente son totipotentes, van perdiendo sucesivamente esta capacidad por diversos y bastante desconocidos mecanismos de represión génica: mientras unos genes son activados especí­ficamente en un determinado tejido, otros genes quedan inactivos.

En el hombre, el número de pares de bases (bp) de su DNA se cifra en alrededor de 3.000 millones. La longitud del DNA de una célula humana es de, aproximadamente, 1 metro y su grosor de 2 nm, 2 millonésimas de milí­metro. Estos datos son proporcionalmente equivalentes a un cable de 2 mm de grosor con una longitud de 1.000 Km. A esta escala, cada par de bases ocuparí­a 3 décimas de milí­metro.

El Proyecto Genoma Humano

La idea del Proyecto Genoma Humano, empezó a gestarse en 1984, en una reunión científica en Alta (California), cuando un grupo importante de investigadores discutieron sobre la conveniencia de poner en marcha un programa de gran envergadura y coste económico, para facilitar la detección de mutaciones génicas causantes de enfermedades. Dos años después, en una reunión en la ciudad californiana de Santa Fe se hizo la primera propuesta de un Proyecto Genoma Humano como paso indispensable para comprender el cáncer.

Las actividades encaminadas a conocer el genoma básico humano corresponden a lo que se ha dado en llamar genómica estructural. Ahora bien, la genómica estructural no es un fin en sí mismo. Interesa sobre todo conocer la información contenida en las secuencias, sobre todo su funcionamiento y sus interacciones para explicar el modo en que tiene lugar el desarrollo morfogenético correcto o en su caso las causas de las patologías. Precisamente al comenzar el siglo, el principal reto de conocimiento del Proyecto Genoma Humano, se refiere a:

• Qué genes intervienen, en qué orden lo hacen
• Dónde se localizan.
• Cuándo se expresan en relación con el desarrollo.

James Dewey Watson Nacimiento: Chicago, 6 de abril de 1928 Es es un bioquímico estadounidense, famoso por ser uno de los cuatro descubridores de la estructura molecular del ADN en 1953, junto con el biofísico británico Francis Crick, con el físico Maurice Wilkins y con la química Rosalind Franklin, lo que le valió el reconocimiento de la comunidad científica a través del Premio Nobel en Fisiología o Medicina.

Esto es lo que se ha dado en llamar genómica funcional. En definitiva, se trata primero de conocer para luego descifrar el mensaje genético completo del genoma humano, con el fin de utilizar esta información a modo de un libro de instrucciones que permita identificar, interpretar y dar solución a cualquier problema de índole biológico y a los diferentes niveles molecular, celular, tisular, individual, poblacional y evolutivo. En 1990, James Watson describió el Proyecto Genoma Humano como «la descripción última de la vida».

La coordinación del proyecto público fue liderada por el investigador americano Francis Collins (Premio Príncipe de Asturias en 2001), bajo los auspicios y financiación de tres instituciones americanas: NHGRI (=National Human Genome Research Institute), NIH (=National Institute of Health) y DOE (=Department of Energy) y una británica, el Wellcome Trust.

El proyecto dio comienzo en 1990 e implicó a 16 instituciones de EEUU. Poco después surgió la organización internacional HUGO (=Human Genome Organization), que implicaba a numerosos grupos de investigadores de Gran Bretaña, Francia, Japón, Alemania y China. El Proyecto se planificó en dos etapas, de las que en la primera se habría de llegar a la culminación de un «borrador» del genoma a finales de 2001. Es justo destacar que el 85% de la realización el proyecto ha sido americano y que los trabajos se han acelerado por la mejora de las tecnologías desarrolladas, en parte por la competencia con un proyecto paralelo de iniciativa privada dirigido por el Dr. Craig Venter (Premio Príncipe de Asturias en 2001) desarrollado por un grupo de empresas bajo la denominación de Celera Genomics.

El Proyecto Genoma Humano ha requerido un conjunto de técnicas extraordinariamente eficaces para:

1. Disectar el genoma en miles de fragmentos manejables; conservarlos como clones que se replican en microorganismos (librerías genómicas).
2. Aislarlos (a partir de las librerías).
3. Analizar sus detalles para localizar regiones contiguas a las de otros fragmentos.
4. Secuenciarlos.
5. Y en definitiva ordenarlos como si de un enorme puzzle se tratara.

William French Anderson Nacimiento: el 31 de diciembre de 1936. Médico , genetista y biólogo molecular estadounidense . Es conocido como el padre de la terapia génica . En 1990 fue la primera persona que logró llevar a cabo una terapia génica al tratar a una niña de 4 años. que padece inmunodeficiencia combinada grave. En 2006, fue declarado culpable de abuso sexual de un menor y en 2007 fue sentenciado a 14 años de prisión. Fue puesto en libertad el 17 de mayo de 2018 por buen comportamiento.

En septiembre de 1.990 se obtiene la primera autorización en Estados Unidos para realizar una terapia génica en personas. En esas fechas French Anderson extrajo las células de la médula ósea de una niña burbuja incapaz de fabricar la enzima ADA (adenosina deaminasa), necesaria para el funcionamiento del sistema inmune.

Las transformó en laboratorio introduciendo el gen mediante un vector viral, y las reimplantó en la paciente con la esperanza de que fabricasen suficiente cantidad de enzima. En los primeros meses parecía que el tratamiento habí­a tenido éxito, pero desgraciadamente, una caí­da progresiva de la curva de actividad del enzima:

• Parece ser que el clon de células transformadas no debí­a ser troncal, sino algo diferenciado, por lo que no es capaz de perpetuarse.

"El Proyecto Genoma Humano ha sido una asombrosa aventura hacia nosotros mismos, para comprender el libro de instrucción de nuestro propio DNA, la herencia de toda la humanidad," dijo el Dr. Francis S. Collins, Director de NHGRI, líder del Proyecto Genoma Humano desde 1993. "Todas las metas del proyecto han sido terminadas exitosamente - mucho antes de la fecha originalmente prevista y a un costo substancialmente menor de las estimaciones originales."

Este colosal trabajo llamado Proyecto Genoma Humano, se ha visto facilitado con la ayuda de los análisis informáticos y de unas estrategias de experimentación enormemente ingeniosas, derivadas de los avances de la Biología Molecular. A finales de 1999, la revista Nature publicó la secuencia completa del cromosoma 22, el más pequeño del genoma humano, que contiene unos 33 millones de pares de bases (33 Mb) y encierra la información de unos 650 genes.

El 8 de mayo de 2000, la misma revista publicó la secuencia del cromosoma 21, de gran relevancia por su implicación en el síndrome de Down y otras enfermedades humanas. Unos meses más tarde, en Febrero de 2001, las prestigiosas revistas científicas Nature y Science, británica y americana, respectivamente, dedicaron números especiales para publicar sendos artículos sobre los resultados del análisis del «borrador» del genoma humano y las principales características de su organización. Finalmente, el 13 de Abril de 2003, en coincidencia con la celebración del 50 aniversario del descubrimiento de la doble hélice, Francis Collins anunció la culminación del Proyecto Genoma Humano, habiéndose completado la información que faltaba en el borrador.

Además de la contribución a la comprensión de los aspectos básicos del desarrollo humano, el conocimiento del Genoma Humano es importante para la Medicina, en tres campos concretos:

• El diagnóstico.
• El terapéutico.
• El farmacológico.

El conocimiento de la base genética de las enfermedades hereditarias permitirá habilitar pruebas de laboratorio para la detección de alteraciones en las secuencias del ADN y por tanto para su diagnóstico desde antes de su manifestación, incluso en la etapa del desarrollo embrionario (diagnóstico genético preimplantatorio en embriones producidos por fecundación in vitro) o fetal (diagnóstico prenatal). Por otro lado, a partir del conocimiento de la base molecular de las alteraciones de los genes, se pueden desarrollar protocolos de terapia génica, que permitirán la corrección de algunas enfermedades mediante la inserción de secuencias génicas correctas en el genoma de pacientes portadores de genes alterados.

Del mismo modo, el conocimiento de las secuencias de los genes y la posibilidad de aislarlos, o de aislar secuencias codificantes implicadas en numerosas y diversas funciones, permite su utilización para, mediante experimentos de ingeniería genética, insertarlos en cromosomas artificiales o en plásmidos bacterianos para su clonación y expresión en microorganismos, levaduras, o en plantas o animales transgénicos. De este modo, se pueden obtener proteínas humanas de interés farmacológico (hormonas, insulina, factores de coagulación, etc.) en otros seres y en gran escala.

División de opiniones

El Proyecto Genoma Humano no ha sido recibido con tanto entusiasmo en el mundo científico como en los medios de comunicación.

Una investigación estarí­a justificada cuando se cumplieran las siguientes condiciones:

1. Que el investigador sea competente en el tema de estudio.
2. Que exista posibilidad de alcanzar un resultado positivo en función de los conocimientos previos.
3. Que el objeto de la investigación y los resultados que se esperan obtener se encuentren en proporción con los medios empleados.
4. Que no haya otros temas más urgentes o con mayor grado de necesidad susceptibles de ser abordados por el equipo investigador; la urgencia de un tema de investigación puede estar basada, por ejemplo, en su interés cientí­fico básico, en los beneficios que pueda reportar a la sociedad o en la necesidad de obtener información para futuras investigaciones.

La simple secuenciación parece ser un trabajo rutinario y poco creativo, pero además es dudoso que haya proporción entre la información inconexa que se pueda obtener y los medios económicos y humanos utilizados. Se piensa también que irí­a demasiado dinero para esas investigaciones rutinarias en perjuicio de otros campos de investigación.

Todos los datos de la secuencia generados por el Proyecto Genoma Humano han sido depositados en las bases de datos públicos y puestos libremente a disposición de los científicos en el mundo, sin restricciones en cuanto a su uso o redistribución.

Concretamente, parece no tener mucho sentido conocer el orden de los 3.000 millones de pares de bases del DNA, cuando el 90% de ellas son repetitivas y sin significado genético. De hecho, cabe pensar que muchos fragmentos del DNA que serán secuenciados no se sabrá si corresponden a algún gen, o a qué gen en concreto corresponden, o no se podrá determinar qué partes de la secuencia corresponden a intrones, exones o zonas de control génico.

En lugar de ello se propone que la cartografí­a y secuenciación se centre en los genes que la comunidad cientí­fica necesita para profundizar en otras investigaciones, en los que permitieran mejorar los productos biotecnológicos y en los que fueran susceptibles de terapia génica.

"Una de las herramientas más poderosas para entender nuestro propio genoma es estudiarlo dentro del contexto de una estructura mucho más grande. Esa estructura está siendo creada por los esfuerzos en marcha para secuenciar y analizar los genomas de muchos otros organismos," dijo el Dr. Richard Gibbs, director del Centro de Secuenciación del Genoma Humano del Colegio Baylor de Medicina. "A medida que identifiquemos las similitudes - y las diferencias - entre los genes de mamíferos y otros organismos, comenzaremos a obtener nuevos y valiosos conocimientos sobre la evolución humana así como la salud y las enfermedades humanas"

Por otra parte, se considera que hay muchas cosas más urgentes y básicas que se deberí­an dilucidar y para las que serí­a muy necesaria la actividad de todos los centros de investigación especializados en estos campos. Algunas de estas cuestiones, todaví­a no resueltas, son las siguientes:

• Mecanismos químicos y estructurales de control de la expresión génica
• Determinación de los polimorfismos o variaciones individuales de un mismo gen.
• Organización fí­sica de los cromosomas en las distintas fases del ciclo celular, función o significado biológico del 90 % de secuencias no traducibles.
• Mecanismos de la respuesta inmunitaria.
• Genes implicados en procesos de desarrollo.
• Descripción de las causas y mecanismos de las mutaciones de protooncogenes a oncogenes.
• Desarrollo de vacunas contra el SIDA y otras enfermedades.
• Etc.

A esto debe añadirse la necesidad de que muchos equipos de investigación trabajen en campos que podrí­an contribuir a mitigar las deficiencias en el desarrollo socioeconómico de los países subdesarrollados, como podrí­an ser el combate contra viejas enfermedades infecciosas, el desarrollo de la biotecnologí­a o la mejora genética agropecuaria.

Varios científicos han comentados sus opiniones dejando en claro la posición que asumen ante dicho proyecto

"Este es el día que nuestro grupo planificador había soñado," dijo el Dr. Bruce Alberts, quien en 1988 era presidente del Comité sobre Levantamiento y Secuenciación del Genoma Humano del Consejo Nacional de Investigación, que produjo las recomendaciones originales para el Proyecto Genoma Humano. "Pero la calidad de la secuencia es mucho mayor de lo que hubiéramos considerado posible. En 1988 no estábamos seguros que las tasas de exactitud de 99,9 por ciento pudieran lograrse, y nos inquietaba pensar que la continuidad sobre distancias mayores de un millón de pares base fuera casi imposible. La secuencia humana terminada es un resultado fabuloso. Los investigadores médicos ahora tienen una enorme fundación sobre la cual construir la ciencia y la medicina del siglo 21." El Dr. Alberts es ahora el presidente de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU.

"La terminación del Proyecto Genoma Humano no debe ser visto como un fin en sí mismo. Más bien, marca el comienzo de una nueva y excitante era - la era del genoma en la medicina y la salud," expresó el Dr. Collins. "Creemos firmemente que lo mejor todavía está por venir e instamos a todos los científicos y a las personas alrededor del mundo a unirse a nosotros a fin de tornar esta visión en una realidad."

Conclusión

La concepción del hombre que subyace en los defensores de estas ideas es puramente reduccionista y utilitarista.

Es reduccionista porque la ciencia se considera como lo único puede dar soluciones a todas las exigencias de la criatura humana y, al verse incapaz de abarcarlo todo, lo que hace es rebajar al hombre a sus propios lí­mites.

Y es utilitarista porque el hombre queda reducido a la categoría de lo útil. Es considerado sólo como objeto y no como sujeto, y, para ellos, la dignidad de la persona humana no es absoluta, sino relativa.

En el caso del hombre, las ciencias sólo pueden tratar al hombre como cosa, como objeto. Por eso la ciencia tiene que renunciar a la pretensión de saber lo que el hombre debe ser. Cuando la Ciencia no renuncia a ello, está dejando de ser Ciencia y empieza a realizar un fraude, el fraude de convertir al sujeto en objeto.

James Watson decí­a sobre el Proyecto Genoma Humano que "ha sido más fácil convencer a los científicos mayores que a los jóvenes". Probablemente es porque los jóvenes cientí­ficos investigan para conocer y los mayores para dominar. Es posible esperar que la juventud se imponga. Las palabras del profesor Léjí¨une recogidas en la prensa hace unos años: "es necesario que las sociedades modernas empiecen a comprender que la Ciencia en sí­ no es ni útil ni perjudicial, pero puede ser una cosa u otra según sea utilizada para servir al hombre o para degradarlo… El verdadero peligro está en el hombre; en el desequilibrio cada vez más inquietante entre su poder que va en aumento y su prudencia que va disminuyendo".

Otras voces

• Genoma humano
• Evolución humana

Bibliografía

• Geoff, Spencer (septiembre de 2006). «Consorcio Internacional Completa el Proyecto Genoma Humano». National Human Genome Research institute. Consultado el 16 de junio de 2020. 

• Franch Meneu, Vicente (5 de mayo de 2004). «Proyecto Genoma Humano: descubrir los secretos de los Genes (Dr. Franch)». BioeticaWeb. Consultado el 16 de junio de 2020.