Cuando se anunció por primera vez la secuenciación exitosa del genoma humano a principios de 2003, muchos pensaron que esto revolucionaría la forma en que entendemos la salud y la enfermedad. A través de este esfuerzo de una década que costó casi $ 3 mil millones, los científicos identificaron minuciosamente el código genético que nos hace quienes somos e impacta muchos de nuestros rasgos y características. Pero si bien este fue un logro excepcional, señaló solo los primeros pasos en cómo nos damos sentido a nosotros mismos y a nuestro ADN. Para comprender completamente cómo este código determina la altura de una persona o el riesgo de desarrollar una enfermedad cardíaca, los científicos tuvieron que trabajar para comparar miles, o incluso millones, de genomas de individuos. Ingrese al estudio de asociación de todo el genoma o GWAS.
ABC del ADN
Primero, demos un paso atrás para comprender mejor qué constituye nuestro genoma. Nuestro genoma está compuesto por ADN; las moléculas llamadas nucleótidos son sus componentes básicos. Los nucleótidos pueden ser una de 4 opciones: adenina, timina, citosina y guanina, más comúnmente indicadas por «A», «T», «C» y «G». Cuando se combinan en tramos largos, estos nucleótidos pueden formar genes. En nuestras células, estos genes se leen y utilizan como instrucciones para producir proteínas, que realizan una alucinante variedad de funciones en nuestros cuerpos. Las proteínas actúan como mensajeros, ayudan a proteger nuestro cuerpo y dan estructura a nuestras células, entre muchas otras tareas importantes.
Nuestro genoma contiene el ADN que forma todos nuestros genes, ¡más de 20.000 en total! Además de todos nuestros genes, nuestro genoma contiene largos tramos de nucleótidos que no se convierten en proteínas, y los científicos todavía están trabajando para descubrir qué hacen todos. En total, el genoma humano tiene 3,2 mil millones de nucleótidos de largo. De estos 3,2 mil millones de nucleótidos, todos los humanos comparten alrededor del 99,9% de estas letras. El 0,1% restante de nuestro genoma, que todavía tiene unos asombrosos 3 millones de nucleótidos, varía entre personas y poblaciones y controla lo que nos hace únicos.
Un nucleótido que puede variar entre personas se llama polimorfismo de un solo nucleótido o SNP (pronunciado «snip»). Por ejemplo, en un SNP particular, el 80% de la población tiene un nucleótido «G», mientras que el 20% restante tiene una «C» en su lugar. Estos SNP forman la base de por qué 2 personas pueden tener sentimientos diferentes sobre el sabor del cilantro, o por qué una podría ser más susceptible a desarrollar demencia que la otra.
Mejor juntos: el poder de GWAS
Si bien sabemos que los SNP ayudan a generar diferencias en nuestros rasgos, la dificultad radica en determinar qué SNP se correlacionan con qué rasgos. Aquí es donde entra la magia del estudio de asociación de todo el genoma, o GWAS. Un GWAS examina los datos genéticos de miles, y a veces incluso millones, de individuos junto con información sobre un rasgo en particular, como su índice de masa corporal o sentimientos de soledad . Luego, los científicos pueden comparar todos estos datos y encontrar los SNP particulares que se correlacionan (o «asocian») con el riesgo de una persona de desarrollar una enfermedad en particular o tener un rasgo particular. Estos resultados se muestran a menudo en una “parcela de Manhattan”, apropiadamente llamada, donde los SNP más significativos correlacionados con el rasgo se elevan como rascacielos.
Después de identificar los SNP que se correlacionan más con el rasgo de interés del estudio, los científicos trabajan para determinar los genes en los que residen estos SNP. Muchas veces, los SNP se encuentran en o cerca de genes que ayudan a controlar los procesos relacionados con el rasgo. Por ejemplo, un Estudio GWAS Al examinar las variantes genéticas que influyen en las alergias, se descubrió que muchos de los SNP identificados podrían encontrarse en genes que controlan la inflamación y el sistema inmunológico. Otras veces, los investigadores pueden encontrar nuevos genes que desempeñan un papel en una enfermedad o rasgo particular a través de un GWAS. Además de una mejor comprensión de los SNP que influyen en una enfermedad en particular, la valiosa información obtenida de estudios de todo el genoma como estos puede incluso conducir al descubrimiento de nuevas formas de tratar la enfermedad.
No todos los GWAS son iguales
Dos estudios de asociación de todo el genoma que examinan el mismo rasgo o enfermedad pueden identificar diferentes números de SNP. Uno de los principales factores que controlan esto es el número de participantes en un estudio. Muchos de los primeros GWAS utilizaron cientos o miles de personas e identificaron solo SNP extremadamente importantes. En contraste, con el auge actual de las pruebas genéticas impulsado por un costo cada vez menor, los estudios examinan rutinariamente los datos genéticos de millones de personas. Al incluir grupos cada vez más grandes de participantes del estudio, los investigadores tienen más poder estadístico para identificar los SNP que pueden ejercer una influencia sobre un rasgo en particular.
Otro factor que puede determinar los resultados de un GWAS son las poblaciones seleccionadas para el estudio. Muchos estudios examinan datos genéticos únicamente de individuos de ascendencia europea y es posible que los resultados no se transfieran a otras poblaciones o que el estudio pierda SNP importantes que aparecen predominantemente solo en ciertas poblaciones. Varios esfuerzos para aumentar la diversidad de la investigación genómica están en marcha, con el objetivo de garantizar que todos se beneficien de los descubrimientos que se están realizando.
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