Uno de los grandes hitos científicos del siglo XXI fue la primera secuenciación del genoma humano, un acontecimiento que, de hecho, tuvo lugar durante los primeros años. Aquella primera secuencia genética, con una longitud de 3000 millones de pares de bases, se construyó como un puzzle gigantesco, a partir de fragmentos secuenciados con la tecnología más puntera de la época, y que hoy, apenas dos décadas más tarde, ya se ha quedado obsoleta.
La fuente genética para aquel proyecto, dirigido por el conocido investigador Francis Collins, fueron los glóbulos blancos de aproximadamente una veintena de donantes anónimos estadounidenses, y la base se construyó especialmente sobre la muestra codificada como RP11, perteneciente a uno de ellos, un varón de Buffalo, Nueva York.
El genoma humano: hito con lagunas
El proyecto genoma humano consiguió algo revolucionario: identificar y mapear la totalidad de los genes de un ser humano. Un total de 30 000 genes, que componen las instrucciones básicas para formar a un ser humano. Aquel primer resultado se estableció como ‘genoma de referencia’, y prácticamente todas las secuenciaciones completas posteriores —que han sido numerosas— se han comparado con ese. Así se ha conseguido encontrar diferencias, y por ejemplo, identificar enfermedades de carácter genético.
Pero aunque toda la humanidad comparte cerca del 99 % de la secuencia genética, el 1 % restante acumula todas las diferencias entre personas. Y un solo genoma de referencia no puede mostrar la diversidad genómica existente en la humanidad. Para que las comparaciones sean más fiables, es necesario un mapa genético mucho más completo, que disponga no solo de un modelo del genoma, sino también de sus variaciones y diferencias posibles.
El pangenoma humano
Si el genoma es el conjunto de genes que presenta un individuo, el pangenoma es el conjunto de genes que conforman un linaje, es decir, la unión de todos los genomas de los organismos que pertenecen a un grupo biológico dado.
El pangenoma humano, entonces, se refiere al conjunto de genomas de la especie humana, teniendo en cuenta no solo las partes que tienen en común –sin duda es la mayor parte–, sino también sus variaciones, y cuantificando la frecuencia de dichas variantes. Con ello es posible comprender la gran diversidad genómica en la humanidad, y permite comparaciones mucho más acertadas.
Un pangenoma tiene principalmente tres partes: un genoma central (core genome), que incluye la totalidad de genes comunes a toda la población, un genoma cáscara (shell genome), que se compone de aquellos genes comunes al menos al 10 % de la población, pero no a todos, y un genoma nube (cloud genome) que está representado por genes únicos en una minoría de menos del 10 %.
Muy recientemente, un conjunto de grupos de investigación coordinados bajo el Consorcio del Pangenoma Humano ha publicado cuatro artículos científicos en la prestigiosa revista Nature —uno de ellos en su sección Nature Biotecnology— con el que han propuesto el primer pangenoma humano de referencia. Un nuevo hito en el estudio y la comprensión de la genética humana y de su diversidad.
Un pangenoma para comprenderlos a todos
Para construir el primer pangenoma humano de referencia, los investigadores han empleado y ensamblado 47 genomas completos, procedentes de personas genéticamente diversas. Además, han incorporado 119 secuencias polimórficas, variaciones genéticas puntuales en genes específicos, muy relevantes en las variaciones de rasgos interpersonales. Son las variaciones que se obtienen en los test genéticos comerciales.
Establecer un pangenoma de referencia a partir de 47 genomas humanos completos y más de un centenar de secuencias con variaciones frecuentes supone, sin duda, disponer de un mapa de referencia mucho más riguroso, completo y fiable que disponer de un solo genoma de referencia.
El conocimiento del pangenoma humano contiene una representación más precisa y diversa de la variación genómica global, y constituye un primer paso para realizar estudios mucho más acertados de asociación de genes y enfermedades en todas las poblaciones. Además, según los investigadores, este nuevo mapa pangenómico ampliará el alcance de la investigación genómica a las regiones más repetitivas y variadas del genoma, y servirá como el último recurso genético para la futura investigación biomédica.
Pero 47 genomas siguen siendo pocos. Un mapa de referencia humano más rico promete mejorar la comprensión de la genómica y la capacidad para predecir, diagnosticar y tratar enfermedades, y garantizar que las posibles aplicaciones de la investigación genómica y la medicina de precisión sean efectivas para todas las poblaciones, acorde a la diversidad natural de la especie humana. Por ese motivo, el Consorcio del Pangenoma Humano ya está trabajando en la secuenciación de un pangenoma compuesto por 100 genomas humanos diversos, con el nuevo objetivo de ampliar la muestra a 350 genomas.