Estudios de asociación en todo el genoma

¿Qué es un estudio de asociación en todo el genoma?

Un estudio de asociación en todo el genoma es un enfoque que incluye el escaneo o búsqueda rápida de marcadores en todos los conjuntos completos de ADN, o genomas, de mucha gente para encontrar variaciones genéticas asociadas con una enfermedad específica. Una vez identificadas las nuevas asociaciones genéticas, los investigadores pueden usar la información para desarrollar mejores estrategias para detectar, tratar y prevenir la enfermedad. Dichos estudios son especialmente útiles para encontrar variaciones genéticas que contribuyen a enfermedades complejas comunes, tales como el asma, el cáncer, la diabetes, enfermedades del corazón y enfermedades mentales.

¿Por qué ahora son posibles esos estudios?

Con la finalización del Proyecto del genoma humano en el 2003 y el Proyecto internacional de HapMap en el 2005, los investigadores ahora cuentan con un conjunto de herramientas de investigación que hacen posible encontrar las contribuciones genéticas a enfermedades comunes. Las herramientas incluyen bases de datos computarizadas que contienen la secuencia de referencia del genoma humano, un mapa de variaciones genéticas humanas y un conjunto de nuevas tecnologías que pueden analizar con rapidez y exactitud muestras del genoma completo para detectar variaciones genéticas que contribuyen a la aparición de una enfermedad.

¿Cómo beneficiarán a la salud humana los estudios de asociación en todo el genoma?

El impacto en la atención médica de los estudios de asociación en todo el genoma podría ser potencialmente considerable. Dichas investigaciones están sentando las bases para la era de la medicina personalizada, en la que el enfoque actual de unitalla para la atención médica, cederá el camino a estrategias más personalizadas.

En el futuro, después de que se consigan mejoras en el costo y eficacia de los escaneos del genoma completo y de otras tecnologías innovadoras, los profesionales en el campo de la salud podrán utilizar tales herramientas para dar a los pacientes información individualizada sobre sus riesgos de contraer ciertas enfermedades. La información permitirá a los profesionales en el campo de la salud personalizar programas de prevención para la composición genética única de cada persona. Además, si un paciente llegara de hecho a enfermarse, la información puede usarse para seleccionar los tratamientos con mayores posibilidades de ser eficaces y con menores posibilidades de causar reacciones adversas en ese paciente en particular.

¿Qué han encontrado los estudios de asociación en todo el genoma?

Los investigadores ya han informado de éxito considerable con el uso de esta nueva estrategia. Por ejemplo, en el 2005, tres estudios independientes determinaron que una forma común de ceguera está asociada con variación en el gen para el factor de complemento H, que produce una proteína que participa en la regulación de la inflamación. Pocos pensaron anteriormente que la inflamación pudiera contribuir tan significativamente a este tipo de ceguera, la cual se conoce como degeneración macular senil.

Se ha informado de éxitos similares utilizando estudios de asociación en todo el genoma para identificar variaciones genéticas que contribuyen al riesgo de la diabetes de tipo 2, enfermedad de Parkinson, trastornos cardíacos, obesidad, enfermedad de Crohn y cáncer de próstata, así como también variaciones genéticas que influyen en la respuesta a los antidepresivos.

¿Cómo se realizan los estudios de asociación en todo el genoma?

Para realizar un estudio de asociación en todo el genoma, los investigadores usan dos grupos de participantes: gente con la enfermedad que está siendo estudiada, y gente similar sin la enfermedad. Los investigadores obtienen ADN de cada participante, normalmente al sacar una muestra de sangre o al frotar el interior de la boca con un hisopo de algodón para obtener células.

El conjunto completo de ADN, o genoma, de cada persona, es entonces purificado a partir de la sangre o las células tomadas, se coloca en chips diminutos y se escanea en máquinas de laboratorio automatizadas. Las máquinas buscan rápidamente en el genoma de cada participante marcadores de variación genética seleccionados estratégicamente, conocidos como polimorfismos mononucleotídicos o SNP (por sus siglas en inglés).

Si se determina que ciertas variaciones genéticas son significativamente más frecuentes en la gente con la enfermedad en comparación con la gente sin la enfermedad, se dice que las variaciones están "asociadas" con la enfermedad. Las variaciones genéticas asociadas pueden servir como poderosas señalizaciones de la región del genoma humano donde se halla el problema que causa la enfermedad.

Sin embargo, las variantes asociadas en sí, pueden no causar la enfermedad directamente. Éstas podrían tan sólo "estar acompañando" a las variantes que de hecho causan la enfermedad. Por este motivo, los investigadores a menudo necesitan tomar pasos adicionales, tal como la secuenciación de los pares de bases de ADN en esa región específica del genoma, para identificar el cambio genético exacto implicado en la enfermedad.

¿Cómo pueden los investigadores acceder a los datos de los estudios de asociación en todo el genoma?

El Centro Nacional de Información de Biotecnología (National Center for Biotechnology Information, NCBI), una parte de la Biblioteca Nacional de Medicina (National Library of Medicine) del NIH, está creando bases de datos que pueda usar la comunidad de investigación. Ya puede accederse un archivo de datos de los estudios de asociación en todo el genoma sobre una variedad de enfermedades y afecciones de la salud, a través de un sitio web del NCBI denominado Base de datos de genotipo y fenotipo (Database of Genotype and Phenotype, dbGaP).

¿Qué está haciendo el NIH para apoyar los estudios de asociación en todo el genoma?

El NIH, la Foundation for the National Institutes of Health, Pfizer Global Research & Development y otros más, han formado una alianza entre el sector público y privado, la Red de Información de Asociación Genética (Genetic Association Information Network, GAIN), para financiar estudios de asociación en todo el genoma. Después de una revisión externa por expertos de las solicitudes, GAIN anunció su primera serie de estudios en octubre de 2006. Los estudios iniciales incluyen trastorno bipolar, depresión mayor, enfermedad renal en la diabetes de tipo 1, trastorno por déficit de atención con hiperactividad, esquizofrenia y psoriasis.

Además, algunos institutos individuales del NIH han comenzado estudios de asociación en todo el genoma. Por ejemplo, el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (National Heart Lung and Blood Institute, NLBI) ha iniciado el Estudio de investigación genética de Framingham en colaboración con la Escuela de Medicina de la Universidad de Boston. En ese estudio, 9,000 participantes del largo Estudio del corazón de Framingham (Framingham Heart Study) serán sometidos a estudios de asociación en todo el genoma para identificar los genes en que se basan las enfermedades cardiovasculares y otras enfermedades crónicas, tales como la osteoporosis y la diabetes.

Otros trabajos del NHLBI en esta área incluyen estudios de asociación en todo el genoma con participación del Estudio de salud de la mujer (Women's Health Study), la Iniciativa de salud de la mujer (Women's Health Initiative) y el Recurso de asociación de genes "candidatos" (Candidate Gene Association Resource), que agrupa muestras de ADN obtenidas de múltiples estudios de cohortes del NHLBI. El NHLBI, junto con el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (National Institute of General Medical Sciences), también son participantes importantes en la Red de Investigación Farmacogenética (PharmacoGenetics Research Network). Junto con muchas otras herramientas y tecnologías, esta red está utilizando estudios de asociación en todo el genoma para explorar los efectos de los genes en las variadas respuestas a medicamentos en individuos.

Algunos institutos del NIH ya han terminado algunos estudios de asociación en todo el genoma y han depositado sus datos en la base de datos de dbGaP del NCBI. Estos estudios incluyen investigaciones del Instituto Nacional del Ojo (National Eye Institute) sobre enfermedades oculares seniles y del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (National Institute of Neurological Disorders and Stroke) sobre la enfermedad de Parkinson.