Apuntes científicos desde el MIT

Hace unas semanas mi amigo Peter McCormick me invitó a pasar un largo fin de semana en el estado de Colorado, en plenas Montañas Rocosas. Allí tuve la oportunidad de conocer a su padre, el epidemiólogo de la Universidad de Texas Joseph McCormick.

Joseph es el autor del libro “Level 4: virus Hunters of the CDC ”, en el que relata sus años vividos en África persiguiendo virus como el ébola, la fiebre de Lassa, o el de Crimea-Congo, todos ellos catalogados dentro del nivel de bioseguridad 4 (el más alto que existe).
Charlar sobre sus experiencias fue una de las conversaciones más interesantes que recuerdo.

Actualmente Joseph investiga sobre temas relacionados con la Salud Pública de Estados Unidos. Cuando le pregunté sobre la problemática de la obesidad en su país, me llevó a su despacho, se conectó a internet, y me mostró un estudio realizado por el CDC (Centro para el Control y Prevención de Enfermedades de US) que me dejó impactado.

Fijaros en los siguientes mapas:

El primero refleja el ritmo al que aumentó el porcentaje de población obesa en Estados Unidos entre 1985 y 2006.

En el segundo podéis ver cómo, con un retraso de 3 o 4 años, la diabetes va siguiendo el mismo camino.

Podéis descargar los mapas y obtener más información aquí

Acto seguido Joseph McCormick me preguntó cuál era la situación en España. Todavía abrumando respondí algo parecido a: “No estoy seguro. Sé que hay datos preocupantes sobre el aumento de la obesidad infantil, pero diría que en general no es un problema tan grave como en Estados Unidos”.
Joseph me miró con cierta cara de escepticismo, buscó varias publicaciones científicas en la web, y empezó a leer. Al poco me comenta: “vuestra situación actual es muy parecida a nuestros mapas de hace unos 15 años. Ya habéis entrado en plena curva ascendente en lo que se refiere a obesidad, y estáis siguiendo nuestra misma tendencia. Posiblemente empezareis a notar pronto el fuerte incremento de diabetes. Yo sí que me preocuparía un poco… quizás todavía estéis a tiempo de hacer algo para evitar llegar a nuestros extremos.”

PD:
Recordé esta historia en Costa Rica. Uno de los días lo dedicamos a visitar centros hospitalarios en San José, a analizar problemas específicos de salud pública en ese país, y a entrevistarnos con responsables del sistema sanitario.
Durante una de las charlas nos dijeron que la obesidad también estaba creciendo de forma alarmante. Culpaban a los nuevos hábitos alimenticios y a la proliferación de comida rápida. Me sorprendió un poco porque en US una de las excusas para justificar el consumo de fast food es su bajo precio, pero en Costa Rica esta excusa no servía. Entonces observé un detalle que me pareció significativo. A media charla nos habían ofrecido un plato de fruta, con papaya, melón, piña y una mandarina. Todos nos comimos la fruta, pero como podéis observar en la foto, quedaron algunas mandarinas. El pequeño esfuerzo que suponía dejar el boli y pelarlas fue suficiente para escoger la opción más cómoda. No se vosotros, pero a mi algo parecido me ocurre casi cada día...

Llevamos tiempo oyendo que algún día podríamos utilizar chips de ADN para saber en qué grado nuestros genes nos predisponen a sufrir problemas de corazón, diabetes, depresión, obesidad, cáncer… y otros aspectos más banales de nuestras características físicas, conducta o habilidades.
Pues bien, ya no es una promesa. El futuro ha llegado. No le demos más vueltas. Este invierno el sueño de la genómica se ha materializado. No hay condicionantes, ni trucos, ni es una tecnología al alcance de sólo unos pocos. Ya puedes visitar la web de la empresa 23andme , rellenar un formulario , pagar 1000 dólares con tu tarjeta de crédito, y te enviarán por correo un kit para tomar muestras genéticas. Rellenarás un recipiente con tu saliva, se lo devolverás, y a las pocas semanas recibirás un informe con tu predisposición genética a una lista de enfermedades, datos curiosos inscritos en tu genoma, sabrás si estás cercano genéticamente a algún personaje famoso, o el origen de tus ancestros.

Pero este blog no pretende hacer publicidad de ninguna empresa (hay otras) ni exagerar las posibilidades que de momento ofrece el análisis genético, sino entender los motivos por los que el año pasado esto era futuro, durante el 2007 se ha transformado en presente, y dentro de poco puede llegar a ser algo rutinario. Vayamos por partes.

Chips de ADN baratos
Eric Lander , director del Broad Institute del MIT, artífice junto con Craig Venter y Francis Collins de la secuenciación del genoma humano, y sin duda uno de los genetistas más prestigiosos del mundo, lo explicó fabulosamente durante su última clase del semestre en el MIT.
En 1997 se diseñó el primer chip de ADN. Era capaz de analizar si un gen específico tenía una mutación determinada o no.
En el año 2001 apareció un nuevo chip que identificaba 10 posibles mutaciones a la vez. En 2002 ya conseguían analizar 1000 posiciones, en 2004 50.000, en 2006 500.000 y en 2007 se ha llegado a 1 millón de polimorfismos genéticos individuales detectados en un único chip.

Los investigadores son los que primero se beneficiaron de esta fabulosa herramienta. Para los genetistas fue mucho más fácil agrupar personas con características diferentes, rastrear sus genomas de forma mucho más exhaustiva, y comprobar si existe alguna mutación claramente asociada a un grupo determinado.
Con los chips de ADN la capacidad de interpretar la información genética se ha multiplicado en los últimos años, y los resultados no se han hecho esperar.

Darle sentido a nuestro genoma
Lander fue contundente: vayamos al grano. Olvidémonos de detalles superficiales, (altura, apetencia por lo amargo, color del pelo…), o de enfermedades genéticas minoritarias que ya sepamos identificar con otros métodos específicos.
Hablemos directamente de cuántos polimorfismos genéticos individuales se han descubierto relacionados con enfermedades comunes como la diabetes, el infarto de miocardio, glaucoma, cáncer…: en 2000 se identificó uno (asociado a la diabetes), en 2001 dos (enfermedad de Chron), otro en 2002, uno en 2003, uno en 2004, cuatro en 2005, ocho en 2006… pero entre enero y septiembre de 2007 se confirmaron nada más y nada menos que 57 nuevos polimorfismos genéticos asociados a enfermedades comunes como cánceres de pecho, colon y próstata, diabetes I y II, obesidad, infarto de miocardio, artritis reumatoide, esclerosis múltiple, asma,... y el ritmo se está acelerando. (ver diapositiva ampliada)
Eric Lander bautizó el 2007 como el “Annus Mirabilis” de la genética humana, ya que una vez localizadas estas mutaciones asociadas a ciertas patologías, por fin empieza a tener sentido diseñar chips que detecten si tú las posees o no.

Matices
Aunque efectivamente la progresión ha sido espectacular debemos ser cautos. Todavía falta encajar muchas piezas para tener una visión sensata de nuestra salud a través del ADN. Los chips de la empresa 23andMe analizan unos 500.000 polimorfismos genéticos, pero de momento sólo unos pocos ofrecen información relevante. Además, los chips cuentan con limitaciones: sólo miden mutaciones individuales o SNP’s (Single Nucleotide Polymorphisms -pronunciado “snips”-), y hay muchas más formas en que un gen puede estar alterado y conducir a un mal funcionamiento. En estos casos, los chips baratos de 23andMe no sirven y se debe recurrir a otro tipo de pruebas genéticas.
Otro factor fundamental es entender que la mayoría de nuestras características físicas o enfermedades habituales no dependen de un único gen sino de muchos a la vez. Conocemos algunas variaciones genéticas asociadas al infarto de miocardio, pero seguro que existen muchas más no descubiertas todavía. La información actual puede no representar tu riesgo real. La lectura del genoma será un proceso continuo que probablemente no terminará nunca, y esto nos conduce al siguiente paso, que de momento sí es futuro (o presente, depende de lo que estés dispuesto a pagar).

Tu genoma entero secuenciado
Lo que estamos haciendo ahora (medir sólo fragmentos donde tenemos localizados polimorfismos) es un paso intermedio. Dentro de un tiempo tendrás tu genoma entero descifrado, y comprobarás tu información genética a medida que los científicos vayan descubriendo más y más asociaciones a enfermedades.
Dejadme que fantasee con un futuro que podría ser plausible en pocos años. Abres tu mail y recibes un mensaje de la empresa que ha secuenciado tu genoma por un precio asequible, guarda tus datos confidencialmente, y te avisa de los nuevos hallazgos genéticos: “Le informamos que ayer la revista Nature publicó un estudio según el cual las personas con la mutación XZ354762 tienen un 50% más posibilidades de sufrir cáncer de colon que las personas sin esta mutación”. Y a continuación, sigue algo parecido a una de estas dos opciones: a) “Usted no tiene esta mutación. Según los otros datos genéticos que tenemos en nuestra base de datos, su posibilidad de sufrir cáncer de colon es un 32% inferior a la media de la población. Le advertimos que esto no implica inexistencia de riesgo, y debe seguir cuidando su salud, y ….”. b)” Usted tiene esta mutación. Le recomendamos que empiece las exploraciones específicas a una edad más temprana de lo habitual. Puede encontrar más información personalizada para usted en…”
Será el paradigma de la medicina personalizada. Conocerás en más detalle tus riesgos, qué fármacos son los mejores para ti, y a qué aspectos de tu salud debes prestarles más atención. Sin duda hablamos de futuro, pero puede que no sea tan lejano. Secuenciar el primer genoma humano costó 3 mil millones de dólares, el de James Watson costó “sólo” 1 millón de dólares, Craig Venter va a secuenciar de nuevo el suyo por 300.000 dólares, y hay un premio de 10 millones de dólares (X prize ) al primer equipo que sea capaz de secuenciar 100 genomas humanos en 10 días por menos de 10.000 dólares cada uno.

Quizás no hay para tanto
Hay unas pocas enfermedades como la fibrosis quística, o la enfermedad de Huntington, que tienen un claro determinante genético: Si posees el fatal error en tu ADN, vas a sufrirlas.
Pero si las dejamos por un momento de lado, para la inmensa mayoría de personas y problemas comunes siempre hablaremos de posibilidades. Existen tantísimos genes implicados, que a muy pocos la lotería genética les castigará con resultados nefastos, o serán una minoría los afortunados que logren evitar todas las mutaciones perjudiciales de una patología determinada.
Lo habitual será tener, por ejemplo, un 50 % más de riesgo genético cardiovascular. Pero significa esto mucho? Por sí sólo, muy poco. ¿Qué tanto por ciento supone el sobrepeso, fumar, o tener la presión alta?
Volviendo a fantasear podemos imaginar un futuro en el que el doctor te diga: ”su colesterol es de 278, la presión sanguínea ligeramente alta, sobrepeso, no fumador, nivel de azúcar correcto, predisposición genética 62% por encima de la media”. Salvo en casos extremos, el dato genético podría ser una línea más.
Pero… ¿cómo reaccionaremos?
Dentro de muy poco los chips de ADN ya empezarán a darnos nuestras primeras informaciones genéticas. Cuando nos digan que tenemos un 47% más de posibilidades de sufrir cáncer de colon que nuestro vecino… ¿Nos pondremos las manos a la cabeza? ¿Sabrá la gente interpretar correctamente la información? ¿La sabrán interpretar todos los médicos? ¿Por qué no hay todavía más esfuerzos dedicados a la comprensión pública de la ciencia?

Tenéis billones de microorganismos habitando en vuestro cuerpo.

Quizás esta cifra os deja indiferentes, y os suena simplemente a “muchos”. Probemos con este otro dato:

En tu cuerpo hay más bacterias que células tuyas propias.
Esto, a mi sí que me ha impresionado…

Incoherente? No, las bacterias son muy pequeñas. Aunque haya tantas en número, “sólo” representan entre el uno y el dos por ciento de tu peso seco.

¿Y qué hacen todas estas criaturas dentro de tu cuerpo? Esa es la gran pregunta! En realidad todavía sabemos muy poco sobre el papel copleto que cumplen bacterias y hongos en nuestro organismo.
Para intentar averiguarlo, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos anunciaron oficialmente este miércoles el lanzamiento del “Human Microbiome Project”, que invertirá 115 millones de dólares durante los próximos 5 años en secuenciar hasta 1000 genomas microbianos presentes en diferentes partes del cuerpo humano.

Da la casualidad que me llegó la noticia mientras visitaba la Oficina de Comunicación en Español del NIH en Bethesda (al lado de Washington DC), donde trabajé por 3 meses antes de ir a Boston y todavía sigo involucrado. Aproveché la situación y solicité hablar con algún científico relacionado con el proyecto, diciendo que escribiría un post en nuestro blog. Me concedieron 30 minutos con el Dr. Alan Krensky, director de la oficina que coordina parte del “Human Microbiome Project ”

La idea es clara: Los microorganismos que habitan en nuestro interior son también parte del cuerpo humano. “Ellos” realizan funciones que nosotros no hemos necesitado desarrollar. Son imprescindibles para la supervivencia, y cada vez encontramos más indicios del papel fundamental que ejercen en nuestra salud y enfermedad. Debemos entender mucho mejor las relaciones que establecemos con nuestras poblaciones microbianas. Pero para ello necesitamos una nueva metodología.

Tradicionalmente en microbiología se aísla una bacteria, se hace crecer en un medio de cultivo, y se investigan sus características. Esto representa una limitación, ya que muchas veces no es posible reproducir los microambientes exactos del interior del hospedador, ni permite estudiar las interacciones entre el conjunto de bacterias de una forma global.
En cambio, la metagenómica contempla a todos los genomas que conviven en un ambiente determinado como un único metagenoma, y lo estudia directamente en su entorno natural.

Con análisis metagenómicos a finales del año pasado se pudo observar que la abundancia relativa de dos grupos de bacterias intestinales estaba relacionada con la obesidad (1) (2) . Todo apunta a que nuestros genes bacterianos realizan muchas más funciones de las que nunca habíamos imaginado, y según el propio Francis Collins , durante los próximos años el “Human Microbiome Project ” brindará sorpresas que nos harán replantear la forma en que percibimos la biología humana.

Durante la primera fase se comparará genéticamente la población microbiana de boca, nariz, piel, tracto urogenital femenino, y aparato digestivo de voluntarios sanos y pacientes enfermos. El objetivo es determinar cómo cambia la microbiota de un individuo a otro, como evoluciona durante el día, a lo largo de nuestra vida, qué correlación existe con alteraciones en nuestra salud, y muchas otras preguntas que llegarán al contemplar nuestro organismo como un conglomerado de genes microbianos y de homo sapiens.

Somos comunidades andantes de bacterias, y muchos consideran que el mapa del genoma humano no estará completo hasta que incluyamos a todos nuestros huéspedes sin los que no podríamos sobrevivir.