Primera secuenciación de genomas humanos en la Facultad de Medicina abre opción de nuevos estudios de la población chilena

Con el uso del secuenciador masivo NextSeq 550, investigadores del Programa de Genética Humana del ICBM, van tras el desafío de crear paneles genómicos especialmente dirigidos a la población chilena, con el fin de apuntar al desarrollo de la medicina de precisión; es decir, terapias prescritas para su adecuado funcionamiento en nuestras variantes.
Así lo explica el doctor Ricardo Verdugo, académico de la unidad mencionada, quien cuenta que desde el inicio del uso de este nuevo equipo, a comienzos de año, “cumplimos la secuenciación de cinco genomas humanos completos, que nos permitirá conocer la variabilidad genética existente en individuos de ancestría indígena de nuestro país”, para luego investigar su representación en el genoma de os chilenos y su rol en explicar características propias de nuestra población.

Para ello, añade que “el genoma es el conjunto de todo el ADN de una persona, presente en los 23 pares de cromosomas del ser humano. Secuenciar un genoma significa conocer la secuencia de los nucleótidos, que se diferencian según las bases nitrogenadas que tienen y que se identifican con las letras A, C, G y T. La secuencia de esas cuatro letras en el genoma es única para cada individuo, aunque es altamente similar entre las personas, en un porcentaje que llega al 99,99%. Sin embargo, ese 0,01% restante es el que determina las diferencias genéticas y, por lo tanto, es la que contiene la información relevante respecto de predisposición a enfermedades o las relaciones de parentesco que pueden tener las personas de un grupo familiar, dentro de una población o entre poblaciones”.

Para realizar este trabajo, es necesario poder inspeccionar miles de millones de puntos del genoma para encontrar patrones de variabilidad genética que pueden ser comunes con otras poblaciones, particulares de los chilenos o locales de una región del país, por ejemplo. Y en ese sentido, el uso del nuevo equipamiento ha demostrado ser fundamental: “Tenemos una muy buena calidad de datos, lo que es ya un gran logro porque las técnicas de secuenciación masivas como las que ofrece el NextSeq 550 son relativamente nuevas; su ventaja es la capacidad de generar muchos datos en un tiempo acotado, pero el desafío es que esa gran cantidad de datos sea informativa y contenga el mínimo de errores de secuenciación. Cada genoma humano tiene tres gigabases -tres mil millones- de bases de ADN, y con este equipo podemos secuenciar 120 gigabases, por lo tanto tenemos capacidad para secuenciar, en promedio, 30 veces un genoma humano en cada corrida de secuenciación, luego de eliminar secuencias redundantes y de baja calidad”, explica.

Lo mejor, agrega, es que la calidad de este proceso es muy alta: “Tenemos un promedio de valor de calidad que se mide en unidades Q, de entre 33 y 34 Q en promedio, lo que quiere decir que tenemos menos de un error por cada mil bases secuenciadas. Cuando uno genera muchos resultados de secuenciación, considerando que el ser humano tiene 3.000 millones de pares de bases de ADN, uno cada mil representa muchos errores; sin embargo, dado que secuenciamos muchas veces cada genoma, cada posición va a tener muchas lecturas de secuenciación, por lo tanto si se comete un error en una de esas lecturas, se puede corregir bioinformáticamente. Esa es la ventaja de la secuenciación masiva o de última generación”.

Conocimiento en la base de la medicina de precisión

La relevancia de esta etapa de la investigación, informa el académico, es que “los genomas que estamos secuenciando son bastante únicos, con un muy elevado componente nativo americano, y que nos permite conocer nuevas variaciones que estén presentes en estas poblaciones y que no están bien representadas en los paneles que nosotros mismos hemos generado o que están disponibles internacionalmente. Hasta el momento, en el proyecto ChileGenómico hemos estudiado la ancestría de la población actual chilena, que es una mezcla de algunas poblaciones indígenas que estuvieron presentes en el territorio nacional al momento del contacto con los europeos. Pero falta conocer en mayor profundidad nuestra diversidad genética, como resultado de la que existía antes de la llegada de los colonos europeos. Ese nivel de variedad está sub estudiado, no está siendo investigado por instancias internacionales y es tremendamente importante para anclar la variación que podamos detectar en los chilenos; la única forma en que podemos conocer el origen de esa variación es analizando las poblaciones originarias y las inmigrantes”.

Y agrega que la importancia de esta fase no es sólo en términos de resultados específicos; el doctor Verdugo sentencia que “quizás la contribución más importante de este logro es que demostramos que tenemos la capacidad local, en nuestro laboratorio ChileGenómico, para generar este tipo de conocimiento de forma eficiente y rápida. Una secuenciación toma dos días y su análisis toma, hasta el momento, un par de semanas”. De esta forma, alcanzan el propósito que señalaron en enero de 2016, en la inauguración de este equipo: “Todos los productos o kits para la detección de enfermedades o condiciones con base en la genómica fueron desarrollados por investigadores en las universidades, y posteriormente comercializados a través del sector privado. Pero alguien tiene que hacer esa investigación previa y, en este momento, no la estamos haciendo en nuestro país. Por eso es importante desarrollar estas capacidades; lo que queremos implementar son las capacidades locales que nos permitan avanzar en investigación, primero en Medicina y luego en toda la Universidad de Chile; este es un proyecto institucional”.

En esta etapa, informa, buscarán las diferencias que puedan existir dentro de la ancestría mapuche debido a las contribuciones que pudieron hacer subpoblaciones originarias que habitaban las diferentes regiones a lo largo del país.

¿Y en ese proceso, quizás, encontrar vestigios de etnias ya desaparecidas?

Esa es una pregunta de interés antropológico e histórico y es otro de los aspectos que puede ayudar a responder la genómica; es posible que existan evidencias de ancestrías que actualmente estén desaparecidas como etnia, por el proceso de colonización, pero que estén presentes en el material genético en los chilenos. Para responder esas preguntas, dado que no existen paneles de referencia de sujetos vivos con los que comparar nuestra ancestría, es necesario estudiar el ADN antiguo que esté localizado en sitios arqueológicos, y eso también lo estamos realizando, específicamente en el proyecto PatagoniaDNA, que se complementa con ChileGenómico, donde estamos estudiando ADN moderno y ADN antiguo, el cual vamos a secuenciar pronto. Estamos en el proceso de generar las librerías de ADN extraído de material óseo, particularmente piezas dentales, recuperado de sitios arqueológicos y que se encuentra en colecciones de la Universidad de Chile, en especial la Facultad de Ciencias Sociales. Eso nos va a permitir comparar regiones genómicas de los chilenos con el ADN recuperado de sitios antes del contacto con los europeos; son restos que pueden tener entre 500 y 4.000 años.

De hecho, agrega el doctor Verdugo, ya hay disponibles secuencias de ADN antiguo de la etnia Ona; “las incorporamos en nuestros estudios mediante colaboraciones y las comparamos con secuencias que produjimos de poblaciones Yamana y Kaweskar; por lo tanto, ya hemos establecido que hay relación entre ellas, pero además diferencias identificables entre estos grupos, así como cercanías con grupos actuales que se identifican como Yamanas o Kaweskar. Ya estamos respondiendo algunas preguntas respecto de esa ancestría, y se ve gran diferencia entre ellas y las que forman parte del pool genético actual de la mayoría de la población chilena. Por lo tanto quizás sean otras las poblaciones que se vean representadas en el ADN moderno, pero que también se perdieron en el tiempo, como es el caso de la etnia Picunche, que estaba presente en la zona central del país pero que actualmente no existe y no sabemos cuál era su identidad, cuán relacionados estaban con otros grupos que actualmente sí están presentes. Es decir, también buscamos responder si existen grupos dentro de las ancestrías amerindias de los chilenos que pudieran ser diferenciales entre ellos y que quizás tengan relación con las distintas localidades geográficas del país”.

Fuente: www.med.uchile.cl