Capítulo 32: Proyecto del Genoma Humano: aportaciones a la medicina

El genoma se define como el conjunto de pares de bases contenidos en el ADN de cada organismo. En el caso del hombre, la cantidad de nucleótidos que constituyen el genoma humano es de 3 000 millones, los cuales están contenidos en 23 pares de cromosomas. La mayor parte de este ADN se encuentra en el núcleo, aunque también se halla ADN en la mitocondria. Gracias al Proyecto del Genoma Humano (PGH), hoy día se sabe que el ADN del ser humano está conformado por 23 000 genes y no por 100000, como se creía. La información contenida en estos genes se ha descodificado y permite establecer que el genoma contiene la información necesaria para el diseño de las estructuras celulares y para todas las funciones que realizan las células. En la actualidad, el análisis de los genes, mediante estudios moleculares y genéticos permite la predisposición de las personas a desarrollar ciertas enfermedades.

El PGH surgió ante la necesidad de conocer la información de la que estamos formados los humanos. Es el primer proyecto en la historia de la biología coordinado internacionalmente en el que participaron un número considerable de países como Francia, Alemania, Japón y China, liderados por Estados Unidos y Gran Bretaña.

El PGH inició en 1990 y se puso como objetivo concluirlo en 15 años, es decir, en 2005. Tras 10 años de intensa investigación, el 26 de junio de 2000 se anunció de forma conjunta, por el entonces presidente de Estados Unidos, Bill Clinton, y el primer ministro británico, Tony Blair, la publicación del primer borrador del mapa genético humano, con 95% del genoma secuenciado. Dicho trabajo se publicó en las dos revistas científicas de mayor prestigio: Nature y Science. El proyecto completo se terminó en 2003, dos años antes de lo previsto, lo cual coincidió con el 50 aniversario de la publicación del trabajo de Watson y Crick, en que propusieron la estructura de la doble hélice del ADN, publicado en 1953.

Aunque el objetivo inicial del PGH fue conocer la secuencia de pares de bases de todo el ADN conforme se fue avanzando en este proyecto se planteó la necesidad de organizar la información obtenida y se crearon mapas genéticos y físicos con esta información. Craig Venter, de Rockville, MD, en Estados Unidos, creó la empresa Celera Genomics exclusivamente para este fin. Se analizaron por separado las regiones de ADN codificante y el ADN altamente repetitivo. Además, se crearon programas de computación, algoritmos y computadoras que permitieran analizar las secuencias y les dieran un sentido biológico (figura 32-1).

Los objetivos centrales del PGH fueron los siguientes:

• Conocer la totalidad de genes que están contenidos en el ADN humano.

• Determinar la secuencia de 3000 millones de nucleótidos que conforman el ADN.

• Organizar y almacenar la información obtenida en bases de datos.

• Desarrollar tecnologías que permitan secuenciar al ADN de manera rápida y efectiva.

• Desarrollar las herramientas adecuadas para realizar análisis rápidos y precisos de toda la información recabada.

• Establecer leyes que regulen los aspectos éticos, legales y sociales relacionados con el genoma humano del proyecto.

Entre los datos más interesantes obtenidos tras la conclusión del Proyecto del Genoma Humano destaca el hecho de que los seres humanos están conformados por aproximadamente 23 000 genes codificantes, muchos menos de lo que se esperaba, ya que se creía que nuestro genoma contenía 100 000 genes. El número de genes es relativamente pequeño si se compara con los de otros organismos inferiores filogenéticamente, como el gusano nematodo, que tiene 18 000 genes, y la mosca de la fruta, con 13000. De acuerdo con la información contenida en los mapas genéticos de diversas especies animales existen evidencias contundentes que apuntan a que los chimpancés son los animales más cercanos genéticamente a los seres humanos, ya que se comparte 99.9% del ADN y sólo difiere en 0.1% del genoma. Esta información apoya fuertemente la teoría del origen de la evolución propuesta por Darwin en que se plantea que las diversas especies animales, incluyendo el hombre, son producto de la evolución y la selección natural, dejando en entredicho la teoría religiosa que postula que la aparición del hombre es producto de una actividad divina. Entre los diferentes individuos de la raza humana se encontró que sólo difieren en 0.01% de su genoma; es decir, los humanos comparten 99.99% del ADN (figura 32-2).

El conocimiento de la secuencia del genoma humano deja latente la posibilidad de que el genoma de los individuos sea manipulado con la finalidad de satisfacer intereses individuales y egocentristas. Los laboratorios privados que participaron en el PGH y que invirtieron enormes cantidades de dinero pelean por la propiedad intelectual de los conocimientos generados por el PGH. Es importante mencionar que los fondos destinados para la realización del PGH provinieron tanto de fondos gubernamentales de Estados Unidos, Gran Bretaña y otros países (es decir, dinero de los contribuyentes) como privados, por lo que las intenciones de estas compañías privadas de negar el acceso al conocimiento obtenido bloqueando los posibles beneficios médicos de la genética a la humanidad no tienen razón de ser.

Con relación a lo anterior, un grupo de científicos que promulgan que “la ciencia está libre de negocio” fundaron una organización llamada HUGO (Human Genome Organization), que protege a la información contenida en el genoma humano de su comercialización, ya que de permitir estas acciones se estaría transformando un conocimiento “natural” en una posible reserva de mercados para posteriormente explotarlos comercialmente. En respuesta a las disputas generadas en relación con el tema, la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura) declaró que el conocimiento del genoma humano es patrimonio de la humanidad. Este estamento promovió la promulgación de leyes que controlen y acoten esta nueva área de la ciencia y creó la Declaración sobre dignidad y genoma humano en donde destacan los siguientes apartados:

1. El genoma humano es la base fundamental de la especie humana y por tanto el genoma humano es patrimonio de la humanidad.

2. Todo individuo tiene derecho al respeto de su dignidad y derechos, cualesquiera que sean sus características genéticas.

3. El genoma humano, en su estado natural, no puede dar lugar a beneficios pecuniarios.

4. Cualquier investigación, tratamiento o diagnóstico que involucre la manipulación del genoma de un individuo debe contar con el consentimiento previo, libre e informado de la persona interesada y sólo podrá efectuarse previa evaluación rigurosa de los riesgos y las ventajas que entrañe y de conformidad con cualquier otra exigencia de la legislación nacional.

5. Ninguna investigación relativa al genoma podrá prevalecer sobre el respeto de los derechos humanos, de las libertades fundamentales y de la dignidad humana de los individuos.

6. Toda persona tendrá derecho, de conformidad con las legislaciones nacionales e internacionales correspondientes, a la reparación equitativa de un daño ocasionado por una intervención en su genoma.

7. Toda persona tiene el derecho de ser informada de los resultados de un examen genético y de sus consecuencias.

8. Nadie podrá ser objeto de discriminaciones fundadas en sus características genéticas, de lo contrario se estaría atentando contra sus derechos humanos y libertades fundamentales.

9. Están prohibidas las prácticas contrarias a la dignidad humana, como la clonación con fines de reproducción de seres humanos.

10. Es derecho fundamental del individuo el acceso a los procedimientos biológicos, genéticos y médicos en materia de genoma humano, respetándose su dignidad y derechos.

11. Las investigaciones sobre el genoma humano en el campo de la biología, la genética y la medicina, deben orientarse a aliviar el sufrimiento y mejorar la salud del individuo y de toda la humanidad (figura 32-3).

Hasta antes del conocimiento del genoma humano, el papel del médico en la sociedad era tratar de devolver al paciente el estado natural de salud. Un médico molecular puede modificar el programa genético de su paciente e informarle de cuáles alimentos o fármacos le conviene ingerir de acuerdo con su carga genética y qué predisposición presenta para desarrollar enfermedades o adicciones. Esto significa que, además de conocer el vínculo existente entre un gen y una enfermedad, también se podrá conocer la reacción de un paciente a un determinado medicamento. En un futuro no muy lejano habrá medicamentos personalizados, producidos a la medida de cada paciente, con lo que se logrará una mayor eficacia terapéutica. En términos económicos esto representa enormes ganancias para las industrias farmacéuticas. Las enfermedades podrán atacarse antes de que se presenten, ya que podrán ser diagnosticadas durante el embarazo o en el nacimiento. Enfermedades tan comunes como el cáncer, el sida o las afecciones cardiacas pasarán a ser historia. Además, se estima que para el año 2030 se habrán identificado los genes que regulan el envejecimiento celular, por lo que existe la posibilidad de tener una vida más prolongada (figura 32-4).

Una vez que se conozca la relación directa entre genes y enfermedad, los métodos diagnósticos de elección serán, sin duda, los métodos moleculares, los cuales son muy precisos y altamente sensibles, dejando de lado la necesidad de solicitar segundas y terceras opiniones de expertos médicos para asegurar el diagnóstico. De manera general, a medida que se descubra la causa genética de muchas enfermedades, la mayoría de ellas incapacitantes, disminuirá la morbilidad, desaparecerán muchas enfermedades genéticas y se economizarán millones de dólares en servicios de salud.

Por otro lado, aunque las enfermedades se diagnostiquen oportunamente, para la mayor parte de ellas se seguirá sin disponer de terapias eficaces, lo que crea el inquietante problema de lo que alguien ha llamado el “enfermo-sano”, que es aquella persona que en el momento actual es sana pero que sabe que en 30 años desarrollará una enfermedad genética mortal. Este conocimiento generará, sin lugar a dudas, un sentimiento de ansiedad en los afectados, por lo que la pregunta obligada, entonces, es: ¿se gana algo con este conocimiento?

Sondeo prenatal de enfermedades

En la actualidad, es posible extraer células fetales a partir de líquido amniótico y de vellosidades coriónicas para el diagnóstico de enfermedades genéticas antes del nacimiento. Incluso, investigaciones recientes indican que es posible purificar células fetales a partir de circulación periférica materna, lo que representa un enorme avance en la seguridad y la premura en conocer la situación genética del feto. El hecho de que se disponga de pruebas no invasivas permitirá realizar un sondeo de rutina a todas aquellas mujeres que lo deseen y no limitarlo a mujeres con un riesgo elevado de transmitir enfermedades genéticas, como sucede en la actualidad. El papel de la sociedad en esta cuestión será, entonces, la capacidad de “controlar la calidad fetal”. No hay que olvidar que la mayoría de las pruebas prenatales dan resultados negativos y suministran una enorme tranquilidad a los padres. Incluso en el caso de que los resultados sean positivos y no se opte por el recurso del aborto, el conocimiento que da el análisis fetal otorga a los padres una preparación psicológica que les permite manejar la situación de la mejor manera.

Sondeo neonatal y posnatal

El sondeo neonatal de enfermedades curables como la fenilcetonuria no representa ningún problema ético, ya que el conocimiento obtenido permite a los padres tomar las medidas terapéuticas adecuadas y oportunas. Los problemas se presentan cuando con este tipo de pruebas se detecta una enfermedad incurable o de difícil tratamiento. En este caso, el problema estriba en el desasosiego que se les puede crear a los padres. En ese sentido, la pregunta que se plantean los legisladores es si los padres tienen derecho de conocer si su hijo es propenso a desarrollar una enfermedad genética incurable que sólo se desarrolla en la edad adulta. Muchos moralistas y juristas responden negativamente a este cuestionamiento. De todas formas, al llegar a la edad reproductiva, los individuos afectados deberían tener acceso a esa información, con el objeto de considerar opciones de procreación en las que el gen mutante no se transmita a la descendencia.

Individuos sanos portadores de enfermedades genéticas

El sondeo de portadores sanos (individuos heterocigotos que portan una copia del gen afectado) es muy importante, ya que tiene el objetivo principal de informar al individuo afectado que cuenta con una carga genética que puede transmitir una enfermedad. El individuo, entonces, deberá reconsiderar de acuerdo con sus principios éticos y morales la posibilidad de no tener hijos, adoptarlos o recurrir a técnicas de reproducción asistida con gametos de donante. En el caso de poblaciones con gran incidencia de enfermedades genéticas, el objetivo del sondeo génico será suministrar asesoramiento general que evite el nacimiento de individuos afectados.

Los alcances reales del PGH han generado ansiedad en el público, debido al desconocimiento general en relación con las implicaciones médicas, éticas y legales que puedan tener las pruebas genéticas sugeridas por los médicos. Existe una latente preocupación social sobre el mal uso de los datos genéticos, ya que dicha información podría usarse para discriminar a individuos y poblaciones, sobre todo en sociedades catalogadas como racistas. Por eso, en 1989 se estableció en Estados Unidos el subprograma ELSI (Ethical, Legal and Social Issues), cuyo objetivo principal fue brindar asesoramiento al gobierno sobre temas éticos, sociales y legales relacionados con el estudio del genoma humano. En varios países se crearon comités cuya función primordial era efectuar una estricta supervisión entre la comunidad médica sobre la necesidad de realizar pruebas genéticas a los pacientes. ELSI también desarrolló una serie de programas educacionales dirigidos a entrenar a profesionales de la salud en la interpretación de las nuevas pruebas diagnósticas basadas en el análisis del ADN.

Por otra parte, existe una preocupación justificable de que las pruebas genéticas, sobre todo las que detecten predisposición a enfermedades genéticas, puedan servir para discriminar laboralmente a las personas, ya que las empresas podrían seleccionar al personal según su “salud genética”. Por otra parte, las compañías de seguros tenderían a manejar los datos genéticos en su provecho, negando cobertura a determinados individuos (como ya ha ocurrido en Estados Unidos) o imponiendo primas altas. En relación con esto, algunos países están imponiendo moratorias al uso de datos genéticos por parte de las aseguradoras, aunque éstas también están presionando para tener acceso a las pruebas de ADN de los potenciales asegurados.

En paralelo al Proyecto del Genoma Humano, se desarrollaron otros “proyectos genoma”, en que se caracterizaron y secuenciaron genomas de otros organismos, como el nematodo Caenorhabditis elegans, la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), el ratón y el chimpancé, cuya comparación entre sí y con el acervo genético humano acelerará notablemente la obtención de importantes datos sobre la organización, la función y la evolución del ADN.

La creación de bases de datos donde se encuentra almacenada toda la información generada por el PGH y de los otros proyectos genoma hoy día es una realidad. En estos momentos es posible ingresar, vía internet, a estas bases de datos, que son sitios de libre acceso, para conocer las secuencias de los genes de las diversas especies animales y vegetales secuenciadas. El conocimiento de las secuencias génicas permitirá determinar la función de cada gen y de qué manera los factores ambientales influyen en las mutaciones y alteran su expresión (figura 32-2).

Sin lugar a dudas, los conocimientos obtenidos del PGH permitirán realizar terapia génica en células germinales, con la finalidad de prevenir la expresión de genes implicados directamente en el desarrollo de enfermedades, malformaciones e impedimentos. De igual manera, la terapia génica puede aplicarse a células somáticas en útero, utilizando vectores que transporten los genes sanos hasta el interior de la célula y, una vez allí, se espera que ocurra el reemplazo del gen o genes defectuosos por los genes sanos. Sin embargo, la terapia génica en células germinales, cuyas modificaciones pasarían a las generaciones subsecuentes, despierta el temor en la sociedad de la creación de progenies con genes seleccionados que mejoren las características y rasgos de los hijos, con bebés “ideales”.

Otra cuestión que genera inquietud y produce incertidumbre entre las personas es la posibilidad de crear nuevas formas inéditas de vida, es decir, organismos transgénicos. De hecho, en la actualidad puede observarse la producción tanto de plantas como animales modificados genéticamente con fines alimentarios. Si esta práctica genera inquietud, qué decir de la posibilidad de confeccionar nuevas formas de vida, como animales personalizados que contengan genes humanos (como cerdos transgénicos), que pueden servir como “incubadoras de órganos”. Los órganos de estos animales (hígado, riñón o corazón) tendrán genes compatibles con los de su dueño y servirían de órgano de reemplazo, en caso de que la persona necesite un trasplante. Pero el mayor temor, sin lugar a dudas, es que algún científico sin escrúpulos sea capaz de mezclar la información genética de varias especies para crear nuevos seres transgénicos, e incluso es probable pensar que se produzcan diseños de “individuos sobre pedido”, con lo que existiría la posibilidad de crear una “nueva especie humana”.

La posibilidad de clonación humana hoy día es una realidad. En Gran Bretaña, por ejemplo, las cámaras legislativas autorizaron la clonación de embriones humanos para propósitos de investigación con fines terapéuticos. Estas prácticas han creado un enorme revuelo en la sociedad, especialmente en los sectores religiosos. Una vez que se depure y se garantice que no hay daños ni riesgos para el clon, la clonación puede ser factible, por ejemplo para personas infértiles o para portadoras de genes que indudablemente llevarán al desarrollo de una enfermedad mortal.

Por otro lado, el hecho de que un clon sepa que cuando tenga 60 años o más lucirá físicamente como su original o que tendrá los mismos problemas de salud que éste podría generarle ansiedad y depresión. Todo ser humano tiene derecho a no saber, o a ignorar, su devenir biológico. No sería deseable que el clon supiera que cuando llegue a los 30 años padecerá de esquizofrenia (lo cual ya sabe que le ocurrió al ser original del cual es un clon). Si el mal que sabe que padecerá el clon puede remediarse, sería conveniente conocerlo de antemano, pero si no se conoce la solución sería doloroso saber lo que le espera sin tener la solución disponible. Los motivos para que una persona opte por clonarse pueden ser éticamente cuestionables, tal es el caso que se produzcan clones como monumentos a la vanidad del que puede pagar el costo de muchos clones que circularían por las calles como testimonio visible de cómo era físicamente el clonado. No importa que el clonado haya sido un gran filántropo, un hombre o mujer célebre por sus hazañas éticas o científicas. Tampoco sería éticamente aceptable clonar a un ser humano sólo para que sirva de incubadora de órganos para el individuo original. Quizá sería justificable en algunos casos crear un clon para que done un riñón a su hermano antecesor enfermo, pero, ¿sería inmoral la obtención del corazón o del hígado, lo que sin duda provocaría su muerte?, ¿debe prohibirse la clonación reproductiva? Es una pregunta muy difícil de responder; sin embargo, la actitud y el énfasis de las sociedades no debe ser la de prohibirla, sino exhortar a los científicos a que actúen con responsabilidad. Una cultura de responsabilidad establecerá que las tecnologías como la clonación sólo se aplicarán a seres humanos cuando se esté razonablemente seguro de que tales técnicas no causarán daño a las personas que opten por la clonación ni al clon.