Recientemente, la actriz Angelina Jolie ha sido noticia por haberse sometido a una doble mastectomía preventiva tras conocer que tenía una alteración genética y que su probabilidad de desarrollar cáncer de mama y de ovario estaba por encima del 87%.

De esto y otros asuntos relacionados con la Bioinformática habló Alfonso Valencia en una charla que tuvo lugar el pasado lunes en la Facultad de Informática de la Universidad de Murcia (UMU). Esta conferencia está enmarcada en la programación del Máster propio en Bioinformática de la UMU.

DNA de todo y para todos

La rápida progresión de la genómica está haciendo del uso de la información genómica individual una realidad cotidiana. En este escenario la Bioinformática desempeña un papel central, puesto que la organización de la información genómica y su análisis son tareas complejas que requieren una mezcla de ingeniería y desarrollos científicos.

"En breve estaremos inundados de información genómica. Se realizarán genomas sobre el ambiente, los microorganismos, los humanos u otros seres vivos, etc. Puede decirse que tendremos DNA de todo para todos", así lo explicó Alfonso Valencia durante la conferencia.  

Genotipar ADN es algo bastante fácil. El ADN se recolecta de manera sencilla, no invasiva y a un precio muy accesible. Algunas empresas información sobre aspectos parciales del genoma por 99$, mientras que la secuenciación completa de las zonas informativas del genoma humano cuesta ahora mismo menos de 3.000€. Basta con una muestra de saliva para conocer, en unas semanas, los marcadores que servirán para diagnosticar futuras patologías; qué tipos de antecedentes se tienen o, incluso, qué probabilidad hay de que uno sea un guerrero.

Tratamiento de la información genómica: la Bioinformática.

¿Cómo se filtra la gran cantidad de información genómica de la que disponemos? Para llevar a cabo las técnicas de análisis de toda la información, se hace esencial el uso de la Bioinformática. Son los softwares los que pueden almacenar la enorme cantidad de información que hay en una molécula de ADN, organizarla, analizarla y entender qué mutaciones se producen y cómo éstas se comportan.

La Bioinformática se articula alrededor de la investigación, el diseño y desarrollo de soluciones computacionales que contribuyen a desarrollar una comprensión cualitativa de la vida, esto es, dar soporte al análisis de interpretación de datos procedentes de las ciencias experimentales y, más concretamente, de las ciencias de la vida.

Se pueden obtener genomas por un módico precio, pero la parte costosa del proceso es el análisis de esos genomas; de esta parte se encarga la Bioinformática. A pesar de la relevancia de esta disciplina, que es capaz de predecir la incidencia de mutaciones en enfermedades tan graves como el cáncer, es difícil obtener financiación para su desarrollo.

Análisis de genomas para cánceres individuales y su importancia para la salud en el futuro

Una de las vertientes más interesantes en las que trabaja el Director del Instituto Nacional de Bioinformática, Alfonso Valencia, es en la posibilidad de secuenciar los tumores de algunos pacientes con el objetivo de encontrar las dotaciones específicas que en ese individuo en concreto lo relacionan con su cáncer y con un posible fármaco.

Se ha observado que los fármacos afectan de manera distinta a cada individuo. Una aspirina pude provocar, según la fisiología, determinada en gran medida por el genoma de cada uno, efectos beneficiosos, perjudiciales o incluso la muerte.

La medicina personalizada consiste en encontrar para cada individuo cuáles son las mutaciones que han originado el cáncer, qué relación tienen con alteraciones en la fución de proteínas y qué fármacos pueden ser los que controlen los  defectos de esas proteínas.

"Estos avances, que podrían parecer futuristas, se están aplicando hoy en día en España. Gracias al análisis del DNA ya se están recetando fármacos más adecuados para determinados casos de cáncer en algunos casos de tratamientos experimentales", asegura Valencia.

Los avances en medicina personalizada tienen que ver con la prevención, con el tratamiento y con los ensayos clínicos. Alfonso Valencia, junto a un equipo de clínicos, trabaja en la clasificación de los fármacos para conseguir que los ensayos clínicos en los pacientes fallen mucho menos y que su aplicación en enfermedades complicadas sea la más idónea.

La genómica actual repercute en nuestra vida diaria y Reino Unido ya se ha posicionado. Bajo un análisis de costes que determina que es más barato hacer un tipo de diagnóstico basado en la bioinformática, ha puesto en marcha un proyecto piloto de la seguridad social. Para desarrollarlo han destinado 100 millones de libras para secuenciar 100.000 individuos. El resto del proyecto consiste en mantener esta información en las bases de datos y, no sólo acerca de sus genomas, sino de algo más ambicioso, coleccionar toda la información médica de un millón de individuos. Muchas páginas con información básica sobre el proyecto ya están accesibles.

Todos estos no son temas de investigación cerrados así lo defiende Valencia, que insiste en que se tiene que avanzar mucho más. "No existe un único método infalible para analizar los genomas. Existen todavía muchas incógnitas al respecto", asegura.

¿Qué es el genoma?

Cuando cualquier especie animal o vegetal se reproduce, sus descendientes heredan las características de los progenitores. "Lo que transmitimos de generación en generación es nuestro genoma", afirma Alfonso Valencia.

El genoma es el conjunto de nuestra herencia, que en términos físicos se plasma en una molécula químicamente muy sencilla, la de ADN. Se la conoce como la molécula de doble hélice de DNA: compuesta por cuatro bases que se combinan y escriben muchos millones de veces y que contienen, en términos generales, la información de lo que somos. "Son las alteraciones de esas bases las que nos hacen diferentes: más altos, más bajos, más delgados, más rubios, etc. A su vez, esos cambios, cuando son negativos, producen muchas de las enfermedades conocidas", aclara Valencia.

Según el investigador "tenemos unos 20.000 genes que codifican 20.000 proteínas (bloques con los que construimos nuestras funciones). Los cambios en el DNA producen cambios en esas proteínas, que más tarde pueden llegar a generar una determinada enfermedad".

En el genoma existen tres mil doscientos millones de pares de bases, de las que solo el 2% está ocupado por genes, mientras que la función del resto de DNA es todavía bastante desconocida. Este ADN se ha denominado durante mucho tiempo "ADN basura".

Un equipo internacional de investigadores con participación española dio a conocer los resultados de un millar y medio de experimentos para interpretar el ADN y reveló que la mayoría de lo que hasta ahora se llamaba "ADN basura" puede ser, en realidad, información útil e importante.

En cada tejido de nuestro cuerpo expresamos cosas distintas, además, nuestra fisiología cambia durante el desarrollo o el envejecimiento. Estos cambios son señales de control. "Se piensa que el DNA conocido como basura en buena medida está dedicado al control", explica el investigador. Parte de la polémica que se ha generado en torno a este tema tiene que ver con cuánto de ese DNA está relacionado con el control, cómo evoluciona y para qué sirve.

Los genes no se encuentran en el genoma como una pieza única de DNA que empieza en un nº de base y acaba en otro, sino que se encuentran en trozos separados. Existe todo un proceso celular muy complicado a través del cual se juntan para configurar un único mensaje. Los trozos separados se cortan y pegan en nuestras células constantemente.

Por ejemplo, las mutaciones más importantes en la Leucemia Linfocítica Crónica, un tipo de leucemia en el que se está trabajando en España, se dan en alguna de las proteínas que se encargan de coger esos trozos y juntarlos. "Los defectos principales en esta leucemia tienen que ver con que falle este proceso", señala Valencia. Estos resultados están siendo de gran relevancia tanto en la prevención como en el tratamiento de la enfermedad.

Alfonso Valencia es Director del Instituto Nacional de Bioinformática (INB-ISCIII) y Vice-Director del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Trabaja en el contexto del programa del CNIO en la genómica personalizada del cáncer, tanto en el marco técnico para la interpretación de los resultados, en colaboración con los especialistas clínicos, como en los aspectos científicos de los métodos computacionales requeridos para este análisis.