La seqüenciació d’un genoma pot servir per prevenir malalties, però no sempre és així. Detallem per què.

La ciència ficció fa temps que va imaginar un món en el qual la seqüència del genoma de cadascú ens diria com seríem i quines malalties tindríem al llarg de la nostra vida. En els darrers anys el cost de seqüenciar un genoma humà ha baixat significativament i avui dia se situa al voltant dels 1000 euros.  Això ha fet que la seqüenciació del nostre ADN sigui cada vegada més habitual, i ja hi ha empreses que ofereixen aquest servei. Però què podem saber a partir d’aquestes dades?

L'ADN és una doble hèlix formada per l'aparellament de cadenes de nucleòtids, que contenen Adenina, Guanina, Citosina o Timina. / Madprime

L’ADN és una doble hèlix formada per l’aparellament de cadenes de nucleòtids, que contenen Adenina, Guanina, Citosina o Timina. / Madprime

L’ADN és una molècula formada per subunitats anomenades nucleòtids. N’hi ha de quatre tipus, segons si tenen Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) o Timina (T). Els nucleòtids s’enllacen entre ells per formar llargues cadenes, que alhora s’agrupen de dos en dos formant una doble hèlix. Els humans tenim 46 fragments d’ADN, els anomenats cromosomes. I la seqüència que formen les diferents bases nitrogenades (A,C,G,T) és la seqüència del genoma.  En total, uns 3.000 milions de parells de bases, que contenen tota la informació per al nostre desenvolupament i funcionament.

Les nostres característiques depenen, fonamentalment, de proteïnes (i, per tant, de l’ADN).

Una petita part d’aquesta seqüència codifica per a proteïnes. Les proteïnes són molècules que també estan fetes per peces, anomenades aminoàcids, cadascun dels quals correspon a una seqüència de tres nucleòtids de l’ADN. En conjunt, el fragment d’ADN que dóna lloc a una proteïna és el que es coneix com a gen codificant. Les proteïnes són les encarregades d’executar la pràctica totalitat de funcions cel·lulars. Per tant, les nostres característiques depenen, fonamentalment, de proteïnes (i, per tant, de l’ADN). Així, la majoria de les malalties també estan causades per alteracions en la funció d’aquestes, de vegades degut a mutacions (canvis en la seqüència de l’ADN).

Hi ha trets o malalties que depenen únicament d’una proteïna (un gen): per exemple el grup sanguini ABO o la fibrosi quística. En casos com aquests, la seqüència del gen en qüestió ens permet predir el tret o la malaltia. Tot i així, en general la seqüència d’un gen no és suficient per a fer-ho.

 

Les mutacions s’afecten entre elles

Sovint les proteïnes actuen conjuntament amb altres proteïnes i per tant és possible que una mutació en una sigui compensada o modificada per una mutació en una altra, fenomen que rep el nom d’epistasi.

Imaginem que una cadira de quatre potes té una pota més curta que les altres tres. El resultat serà una cadira inestable. Ara bé, si s’escurcen les altres tres potes de la mateixa manera, llavors la cadira serà una mica més baixeta, però estable i útil. En aquest cas, per saber l’efecte de la pota curta, caldria mirar les altres tres potes.

Sovint cal mirar diferents punts del genoma. El problema és que en molts casos no sabem quins.

De la mateixa manera, per saber quin efecte té una mutació en un lloc del genoma, sovint cal mirar altres punts. El problema és que en molts casos no sabem quins ni quants, com si en el cas de la cadira no sabéssim quantes potes té. A més, hi ha variacions en seqüències del genoma que no codifiquen per proteïnes, sinó amb funció reguladora o aparentment sense funció, cosa que contribueix a la complexitat del problema.

 

L’ambient afecta l’expressió dels gens

L'ambient modifica l'efecte de les variacions genètiques. / John Labery

L’ambient modifica l’efecte de les variacions genètiques. / John Labery

A part de les interaccions entre gens, l’ambient (la dieta, contaminants de l’aire, exposició al sol…) també determina en gran part com s’expressen els gens i quin és l’efecte de les diferents mutacions, però encara no entenem bé com ho fa. De la mateixa manera, se sap que l’ambient que el nadó experimenta durant el desenvolupament a dins de la mare també influencia l’efecte de les variacions genètiques.

Així doncs, l’elevat nombre d’interaccions, dins del genoma i amb l’ambient, fan que saber la seqüència del nostre ADN encara no ens pugui servir per a predir amb certesa malalties complexes com la diabetis, malalties autoimmunes, psiquiàtriques, càncers o trets com l’alçada.

gwas_body_weight

Esquema de les regions dels cromosomes amb variants en la seqüència que influencien el pes i altres mesures corporals (amb alta evidència estadística). / NIH

Per exemple, hi ha alta evidència estadística que unes  400 regions del genoma tenen variants en la seqüència que influencien l’alçada d’un individu, però fins i tot si es tenen totes en compte totes alhora només expliquen un 16% de les diferències en l’alçada entre individus. Si es tenen en compte variants addicionals per a les quals l’evidència estadística és menor, la xifra augmenta a un 56%. I és que un dels principals problemes amb el qual es troben els científics és com determinar quines regions i variants del genoma influencien la característica d’interès.

Malgrat la impossibilitat de predir amb certesa en la majoria de casos, la seqüència del genoma sí que ens dóna informació pel que fa al risc de patir certes malalties o la resposta a fàrmacs. I a mesura que anem descobrint més variants genètiques associades a una característica concreta i com actua l’ambient, estarem més a prop de poder entendre el missatge del nostre ADN i predir millor.

 

Portada: University of Michigan

Comentaris

Posted by Rosa Martínez Corral

Biòloga. Actualment treballa al grup de Dinàmica de Sistemes Biològics al Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB). -- Bióloga. Actualmente trabaja en el grupo de Dinámica de Sistemas Biológicos en el Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB).

Leave a reply

L'adreça electrònica no es publicarà Els camps necessaris estan marcats amb *