La genómica personal o genética del consumidor es la rama de la genómica que se ocupa de la secuenciación , análisis e interpretación del genoma de un individuo. La etapa de genotipado emplea diferentes técnicas, incluidos chips de análisis de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) (normalmente el 0,02 % del genoma) o la secuenciación parcial o completa del genoma . Una vez que se conocen los genotipos, las variaciones del individuo se pueden comparar con la literatura publicada para determinar la probabilidad de expresión de rasgos, la inferencia de ascendencia y el riesgo de enfermedad.
Los secuenciadores automatizados de alto rendimiento han aumentado la velocidad y reducido el costo de la secuenciación, lo que hace posible ofrecer a los consumidores la secuenciación del genoma completo, incluida la interpretación, desde 2015 por menos de 1.000 dólares . El mercado emergente de servicios de secuenciación del genoma directo al consumidor ha planteado nuevas preguntas sobre la eficacia médica y los dilemas éticos asociados con el conocimiento generalizado de la información genética individual.
La medicina personalizada es un método médico que se dirige a estructuras de tratamiento y decisiones médicas basadas en la respuesta prevista o el riesgo de enfermedad del paciente. [1] El Instituto Nacional del Cáncer o NCI, una rama de los Institutos Nacionales de Salud , enumera los genes, las proteínas y el entorno de un paciente como los principales factores analizados para prevenir, diagnosticar y tratar enfermedades a través de la medicina personalizada. [1]
Existen diversas subcategorías del concepto de medicina personalizada como la medicina predictiva , la medicina de precisión y la medicina estratificada. Aunque estos términos se usan indistintamente para describir esta práctica, cada uno tiene matices individuales. La medicina predictiva describe el campo de la medicina que utiliza información, a menudo obtenida mediante técnicas de genómica personal, para predecir la posibilidad de una enfermedad e instituir medidas preventivas para un individuo en particular. [2] La medicina de precisión es un término muy similar a la medicina personalizada en el sentido de que se centra en los genes, el entorno y el estilo de vida del paciente; sin embargo, el Consejo Nacional de Investigación lo utiliza para evitar cualquier confusión o mala interpretación asociada con el término más amplio. La medicina estratificada es una versión de la medicina personalizada que se centra en dividir a los pacientes en subgrupos en función de respuestas específicas al tratamiento e identificar tratamientos eficaces para ese grupo en particular. [3]
Ejemplos del uso de la medicina personalizada incluyen la oncogenómica y la farmacogenómica . La oncogenómica es un campo de estudio centrado en la caracterización de genes relacionados con el cáncer. En el caso del cáncer, se utiliza información específica sobre un tumor para ayudar a crear un diagnóstico y un plan de tratamiento personalizados. [4] La farmacogenómica es el estudio de cómo el genoma de una persona afecta su respuesta a los medicamentos. [5] Este campo es relativamente nuevo pero está creciendo rápidamente debido en parte a un aumento en la financiación de la Red de Investigación en Farmacogenómica de los NIH. Desde 2001, ha habido un aumento de casi el 550 % en el número de artículos de investigación en PubMed relacionados con los términos de búsqueda farmacogenómica y farmacogenética . [6] Este campo permite a los investigadores comprender mejor cómo las diferencias genéticas influirán en la respuesta del cuerpo a un fármaco e informarán qué medicamento es el más apropiado para el paciente. Estos planes de tratamiento podrán prevenir o al menos minimizar las reacciones adversas a los medicamentos que son una "causa importante de hospitalizaciones y muertes en los Estados Unidos". En general, los investigadores creen que la farmacogenómica permitirá a los médicos adaptar mejor la medicina a las necesidades de cada paciente individual. [5] Hasta noviembre de 2016, la FDA ha aprobado 204 medicamentos con información farmacogenética en su etiquetado. Estas etiquetas pueden describir instrucciones de dosificación específicas del genotipo y el riesgo de eventos adversos, entre otra información. [7]
El riesgo de enfermedad se puede calcular basándose en marcadores genéticos y estudios de asociación de todo el genoma para afecciones médicas comunes, que son multifactoriales e incluyen componentes ambientales en la evaluación. Las enfermedades que son individualmente raras (menos de 200.000 personas afectadas en los EE. UU.) son, sin embargo, colectivamente comunes (que afectan aproximadamente al 8-10% de la población de los EE. UU. [8] ). Más de 2500 de estas enfermedades (incluidas algunas más comunes) tienen una genética predictiva de un impacto clínico suficientemente alto como para recomendarlas como pruebas genéticas médicas disponibles para genes individuales (y en secuenciación del genoma completo) y que aumentan a aproximadamente 200 nuevas enfermedades genéticas por año. . [9]
El coste de secuenciar un genoma humano está disminuyendo rápidamente debido al desarrollo continuo de nuevas tecnologías de secuenciación de ADN, más rápidas y más baratas, como la " secuenciación de ADN de próxima generación ".
El Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, una rama de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. , ha informado que el costo de secuenciar un genoma completo de tamaño humano se ha reducido de unos 14 millones de dólares en 2006 a menos de 1.500 dólares a finales de 2015. [11]
Hay 6 mil millones de pares de bases en el genoma humano diploide. El análisis estadístico revela que se requiere una cobertura de aproximadamente diez veces para obtener una cobertura de ambos alelos en el 90 % del genoma humano a partir de lecturas de 25 pares de bases con secuenciación escopeta. [12] Esto significa un total de 60 mil millones de pares de bases que deben secuenciarse. Una máquina de secuenciación SOLiD , Illumina o Helicos [13] de Applied Biosystems puede secuenciar de 2 a 10 mil millones de pares de bases en cada ejecución de entre 8.000 y 18.000 dólares. El costo también debe tener en cuenta los costos de personal, costos de procesamiento de datos, costos legales, de comunicaciones y otros. Una forma de evaluar esto es a través de ofertas comerciales. La primera secuenciación completa del genoma diploide (6 mil millones de pb, 3 mil millones de cada padre) fue de Knome y su precio cayó de $ 350 000 en 2008 a $ 99 000 en 2009. [14] [15] Esto inspecciona 3000 veces más bases del genoma. que el genotipado basado en chips SNP , identificando variantes de secuencia tanto nuevas como conocidas, algunas relevantes para la salud personal o la ascendencia . [16] En junio de 2009, Illumina anunció el lanzamiento de su propio servicio personal de secuenciación completa del genoma a una profundidad de 30 veces por 48.000 dólares por genoma. [17] En 2010, redujeron el precio a 19.500 dólares. [18]
En 2009, Complete Genomics de Mountain View anunció que proporcionaría la secuenciación completa del genoma por 5.000 dólares a partir de junio de 2009. [19] Esto sólo estará disponible para instituciones, no para individuos. [20] Se espera que los precios caigan aún más en los próximos años a través de economías de escala y una mayor competencia. [21] [22] A partir de 2014, Gentle ofreció la secuenciación casi completa del exoma por menos de $ 2000, incluido el asesoramiento personal junto con los resultados. [23] A finales de 2018, se han secuenciado casi por completo más de un millón de genomas humanos por tan solo 200 dólares por persona, [24] e incluso, en determinadas circunstancias, genomas personales ultraseguros por 0 dólares cada uno. [25] En esos dos casos, el costo real se reduce porque los datos pueden monetizarse para los investigadores.
El costo decreciente en general del mapeo genómico ha permitido que los sitios genealógicos lo ofrezcan como un servicio, [26] hasta el punto de que uno puede enviar su genoma a esfuerzos científicos de fuentes colectivas como OpenSNP [27] o DNA.land en Nueva York. Centro Genoma , como ejemplos de ciencia ciudadana . [28] La familia Corpas, liderada por el científico Manuel Corpas , desarrolló el proyecto Corpasome, [29] y alentada por los bajos precios en la secuenciación del genoma, fue el primer ejemplo de análisis de genomas personales de ciencia ciudadana de fuentes colectivas . [30]
La apertura de clínicas médicas genómicas en los principales hospitales de EE. UU. ha planteado dudas sobre si estos servicios amplían las desigualdades existentes en el sistema de salud de EE. UU., incluso por parte de profesionales como Robert C. Green , director de la Clínica de Genómica Preventiva del Hospital Brigham and Women's . [31] [32]
La discriminación genética consiste en discriminar sobre la base de la información obtenida del genoma de un individuo. Se han promulgado leyes de no discriminación genética en algunos estados de EE. UU. [33] y, a nivel federal, mediante la Ley de No Discriminación de Información Genética (GINA). La legislación GINA previene la discriminación por parte de aseguradoras de salud y empleadores, pero no se aplica a los seguros de vida ni a los seguros de cuidados a largo plazo. La aprobación de la Ley de Atención Médica Asequible en 2010 fortaleció las protecciones de la GINA al prohibir a las compañías de seguros médicos negar cobertura debido a las "condiciones preexistentes" del paciente y eliminar la capacidad de los emisores de seguros de ajustar los costos de las primas en función de ciertos factores, como las enfermedades genéticas. [34] Dadas las preocupaciones éticas sobre las pruebas genéticas presintomáticas de menores, [35] [36] [37] [38] es probable que la genómica personal se aplique primero a adultos que puedan dar su consentimiento para someterse a dichas pruebas, aunque La secuenciación del genoma ya está resultando valiosa para los niños si se presenta algún síntoma. [39]
También existen preocupaciones con respecto a la investigación del genoma humano en los países en desarrollo. Las herramientas para realizar análisis del genoma completo se encuentran generalmente en países de altos ingresos, lo que requiere asociaciones entre países desarrollados y en desarrollo para estudiar a los pacientes afectados por determinadas enfermedades. Las herramientas pertinentes para compartir el acceso a los datos recopilados no son igualmente accesibles en los países de bajos ingresos y, sin un estándar establecido para este tipo de investigación, las preocupaciones sobre la equidad para los investigadores locales siguen sin resolverse. [40]
En los Estados Unidos, la investigación biomédica con sujetos humanos se rige por un estándar básico de ética conocido como La regla común , cuyo objetivo es proteger la privacidad de un sujeto al exigir que se eliminen "identificadores", como el nombre o la dirección, de los datos recopilados. [41] Sin embargo, un informe de 2012 de la Comisión Presidencial para el Estudio de Cuestiones Bioéticas afirmó que "lo que constituyen datos 'identificables' y 'no identificados' es fluido y que la evolución de las tecnologías y la creciente accesibilidad de los datos podrían permitir la desidentificación". datos identificados para ser reidentificados." [41] De hecho, la investigación ya ha demostrado que es "posible descubrir la identidad de un participante del estudio cruzando datos de investigación sobre él y su secuencia de ADN... [con] genealogía genética y bases de datos de registros públicos". [42] Esto ha llevado a llamados a los responsables de la formulación de políticas para que establezcan pautas consistentes y mejores prácticas para la accesibilidad y el uso de datos genómicos individuales recopilados por los investigadores. [43]
También existe controversia con respecto a las preocupaciones sobre las empresas que realizan pruebas de ADN individual. Hay cuestiones como la "filtración" de información, el derecho a la privacidad y qué responsabilidad tiene la empresa para que esto no suceda. Las normas de regulación no están claramente establecidas. Lo que aún no está determinado es quién posee legalmente la información del genoma: la empresa o el individuo cuyo genoma ha sido leído. Se han publicado ejemplos de explotación de información del genoma personal. [44] La comunidad académica [44] , así como las agencias gubernamentales, han señalado cada vez más preocupaciones adicionales sobre la privacidad, relacionadas, por ejemplo, con la discriminación genética , la pérdida de anonimato y los impactos psicológicos. [41]
Surgen problemas adicionales del equilibrio entre el beneficio público del intercambio de investigaciones y la exposición al escape y la reidentificación de datos. El Proyecto Genoma Personal (iniciado en 2005) es uno de los pocos que pone a disposición del público tanto las secuencias del genoma como los fenotipos médicos correspondientes. [45] [46]
La secuenciación completa del genoma es muy prometedora en el mundo de la atención sanitaria por el potencial de tratamientos médicos precisos y personalizados. Este uso de información genética para seleccionar fármacos apropiados se conoce como farmacogenómica. Esta tecnología puede permitir que los tratamientos se adapten al individuo y a determinadas predisposiciones genéticas que pueda tener (como la quimioterapia personalizada). Entre los usos más impactantes y viables de la información del genoma personal se encuentra la evitación de cientos de trastornos genéticos graves de un solo gen que ponen en peligro a alrededor del 5% de los recién nacidos (con costos de hasta 20 millones de dólares), [47] por ejemplo, la eliminación de la enfermedad de Tay Sachs. vía Dor Yeshorim . Otro conjunto de 59 genes examinados por el Colegio Americano de Genética y Genómica Médica (ACMG-59) se consideran procesables en adultos. [48]
Al mismo tiempo, la secuenciación completa del genoma puede identificar polimorfismos que son tan raros y/o cambios de secuencia leves que las conclusiones sobre su impacto son desafiantes, lo que refuerza la necesidad de centrarse en los alelos confiables y procesables en el contexto de la atención clínica. La genetista médica checa Eva Machácková escribe: "En algunos casos es difícil distinguir si la variante de secuencia detectada es una mutación causal o una variación neutra (polimórfica) sin ningún efecto sobre el fenotipo. La interpretación de variantes de secuencia raras de significado desconocido detectadas en la enfermedad Los genes causantes se convierten en un problema cada vez más importante". [49] De hecho, los investigadores del proyecto Exome Aggregation Consortium (ExAC) estimaron que una persona promedio porta 54 mutaciones genéticas que previamente se suponían patógenas, es decir, que tenían un 100% de penetrancia, pero sin ninguna presentación negativa aparente para la salud. [50]
Al igual que con otras tecnologías nuevas, los médicos pueden solicitar pruebas genómicas para las cuales algunos no están capacitados correctamente para interpretar los resultados. Muchos desconocen cómo responden los SNP entre sí. Esto da como resultado presentar al cliente resultados potencialmente engañosos y preocupantes que podrían sobrecargar el ya sobrecargado sistema de atención médica. En teoría, esto podría antagonizar a un individuo y llevarlo a tomar decisiones sin educación, como estilos de vida poco saludables y modificaciones en la planificación familiar. Los resultados negativos, que pueden ser potencialmente inexactos, teóricamente disminuyen la calidad de vida y la salud mental del individuo (como un aumento de la depresión y la ansiedad generalizada).
También existen tres problemas potenciales asociados con la validez de los kits de genoma personal. La primera cuestión es la validez de la prueba. El manejo de errores de la muestra aumenta la probabilidad de errores que podrían afectar los resultados y la interpretación de la prueba. El segundo afecta a la validez clínica, lo que podría afectar a la capacidad de la prueba para detectar o predecir trastornos asociados. El tercer problema es la utilidad clínica de los kits de genoma personal y los riesgos asociados, y los beneficios de introducirlos en las prácticas clínicas. [51]
Es necesario educar a las personas sobre cómo interpretar sus resultados y qué deberían extraer racionalmente de la experiencia. Las preocupaciones sobre la mala interpretación de la información de salud por parte de los clientes fue una de las razones del cierre en 2013 por parte de la FDA de los servicios de análisis de salud de 23&Me. [52] No es sólo la persona promedio la que necesita ser educada en las dimensiones de su propia secuencia genómica, sino también los profesionales, incluidos médicos y periodistas científicos, a quienes se les debe proporcionar el conocimiento necesario para informar y educar a sus pacientes y al público. . [53] [54] [55] Ejemplos de tales esfuerzos incluyen el Proyecto de Educación en Genética Personal (pgEd), la colaboración del Smithsonian con NHGRI y los proyectos MedSeq, BabySeq y MilSeq de Genomes to People, una iniciativa de la Escuela de Medicina de Harvard y Brigham y Hospital de la Mujer .
Un uso importante de la genómica personal fuera del ámbito de la salud es el análisis de ascendencia (ver Genealogía genética ), incluida información sobre el origen evolutivo, como el contenido neandertal. [56]
La película de ciencia ficción de 1997 GATTACA presenta una sociedad de un futuro cercano donde la genómica personal está disponible para cualquiera y explora su impacto social. Perfect DNA [57] es una novela que utiliza las propias experiencias y conocimientos del Dr. Manuel Corpas como científico del genoma para comenzar a explorar algunas de estas cuestiones tremendamente desafiantes.
En 2018, la policía arrestó a Joseph James DeAngelo , el principal sospechoso del Asesino del Estado Dorado o Violador del Área Este , [58] y a William Earl Talbott II, el principal sospechoso de los asesinatos de Jay Cook y Tanya Van Cuylenborg en 1987. [59] Estos arrestos se basaron en la genómica personal cargada en una base de datos de código abierto, GEDmatch , que permitió a los investigadores comparar el ADN recuperado de las escenas del crimen con el ADN cargado en la base de datos por familiares del sospechoso. [60] [58] En diciembre de 2018, FamilyTreeDNA cambió sus términos de servicio para permitir que las fuerzas del orden utilicen su servicio para identificar sospechosos de "un delito violento" o identificar los restos de las víctimas. La compañía confirmó que estaba trabajando con el FBI en al menos un puñado de casos. [61] Desde entonces, casi 50 sospechosos de delitos de agresión, violación o asesinato han sido arrestados utilizando el mismo método. [62]
La genómica personal también ha permitido a los investigadores identificar cuerpos previamente desconocidos utilizando GEDmatch (The Buckskin Girl , [63] Lyle Stevik [64] y Joseph Newton Chandler III ). [sesenta y cinco]
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