Una mirada a laMEDICINA DEL FUTURO

Por Leonardo Carvajalino
Periodista
carvajalino.leonardo@gmail.com

En esta investigación participa el grupo de investigación en Productividad y Competitividad.

La genética ha permitido establecer diagnósticos más precisos sobre algunas de las enfermedades más complejas de abordar médicamente. Una de estas es el trastorno por déficit de atención e hiperactividad, en la que investigadores han encontrado la pista en el ADN para entender a los pacientes y orientar el tratamiento.

En el ADN del ser humano aún hay muchas más preguntas que respuestas. Al buscar en esta cadena de 3000 millones de bases nitrogenadas que contiene las instrucciones genéticas para el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos, nos encontramos con espacios grises cuya función desconocemos.

Estas lagunas de conocimiento no son solo materia de preocupación para la medicina. Muchas otras disciplinas, entre ellas la ingeniería, están aplicando sus conocimientos y su capacidad de resolución de problemas y de análisis de datos para llenar los vacíos en la comprensión del genoma humano. Poco a poco, investigadores han podido darle luz a esta oscuridad, y establecer conexiones entre patrones genéticos y enfermedades.

Un ejemplo es el trabajo que viene realizando el doctor Mauricio Arcos-Burgos, director del Instituto de Investigaciones Médicas de la Universidad de Antioquia en conjunto con el ingeniero Jorge Vélez, docente del departamento de Ingeniería Industrial de Uninorte, y un equipo de investigadores internacionales alrededor del trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH).

Este padecimiento, que sufren cerca del 11 % de los niños en edad escolar, se reconoció inicialmente desde el plano psiquiátrico: personas con atención limitada, en ocasiones impulsivas, y a quienes se les dificulta seguir las convenciones de disciplina y comportamiento en dinámicas sociales, como un salón de clases.

En una década de trabajo desde el plano genético, el equipo compuesto por Vélez y Arcos-Burgos ha publicado en importantes revistas académicas, como Psychology Now y Nature, artículos producto de su investigación en la que lograron encontrar la relación genética del TDAH. No solo establecieron que el trastorno es hereditario, sino también su vínculo con el gen LHP3, las variantes genéticas que producen las diferentes formas de la enfermedad, qué medicación hace efecto de acuerdo con esas variantes, la alteración de metabolitos en el cerebro y, más recientemente, la propensión al consumo de sustancias psicoactivas.

“Estamos proporcionando una alternativa, que es la medicina basada en la evidencia, medicina de precisión”, afirmó Vélez. Sus investigaciones aún no se pueden aplicar a un paciente, pues deben pasar por un largo proceso de comprobación antes de la práctica clínica. No obstante, ya han pasado la prueba de las replicaciones por parte de más de 30 grupos de investigación en China, Alemania y México, entre otras partes del mundo. De esta forma, han creado una hoja de ruta, una forma de relacionar el contenido genético con la propensión de desarrollar un trastorno.

Los estudios

Desde 1997, Arcos-Burgos ha estudiado el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) en Antioquia. El primer análisis se hizo con la metodología de familias extendidas multigeneracionales. Es decir, se reclutaron núcleos familiares de madre, padre e hijos, se les realizaron pruebas psiquiátricas para determinar si padecían el trastorno, se les tomó una muestra de su ADN y se buscó la relación genética. Desde entonces se han integrado nuevas perspectivas para avanzar en los estudios del genoma.

El ingeniero industrial Jorge Vélez inició en 2006 su incursión en el mundo de la genética, cuando ganó una beca para un curso con el doctor Arcos Burgos. Cuenta que sabía poco o nada sobre ADN o las enfermedades que estudiaban, pero que despertó su interés el hecho de que su conocimiento en estadística podría generar un impacto importante en este campo.

Los ojos de Vélez están entrenados para encontrar respuestas y tendencias en grandes cantidades de datos, como las que surgen del estudio del genoma humano. Cada una de las investigaciones es un proceso que requiere de trabajo de campo y, sobre todo, de tiempo. Se deben reclutar las familias, realizar las evaluaciones clínicas a todos los participantes, que duran entre cuatro y ocho horas cada una, y recolectar las muestras de sangre o saliva.

Por ejemplo, para su más reciente publicación, los expertos contaron con 2698 muestras. El proceso continúa traduciendo esa información a archivos PED, que son, básicamente, una tabla de Excel para clasificar y estructurar las familias en un árbol genealógico que contiene los datos tomados de la parte clínica y que servirán luego para contrastar lo que dicen las bases nitrogenadas.

La información del ADN es leída a través de las uniones entre las cuatro bases nitrogenadas que componen los 23 pares de cromosomas. La secuencia de los nucleótidos de las muestras se obtiene por medio de la empresa Next Generation Sequencing. Estos devuelven las muestras de ADN en un formato legible para un computador, es decir, alrededor de 100 gigabytes de líneas de código que son el orden de cada una de las más de 3000 millones de bases nitrogenadas que componen el genoma de cada uno de los participantes.

Para llevar a cabo el proceso de comparación, Vélez toma segmentos de 200 000 letras y va construyendo un ‘consenso’, es decir, en qué lugares debería estar qué letra y de esta forma determinar cuáles son las variaciones. Por medio de este proceso encontraron las variantes en el gen LHP3, que aumenta 23 % el riesgo de que la persona padezca el trastorno. Así también si había una combinación específica en el cromosoma 11Q, esa interacción hace que la susceptibilidad aumente un 246 %.

Un aspecto a resaltar es que con el tiempo ampliaron la base de muestras para incluir personas de todas las regiones del mundo y, de esta forma, desvirtuar la noción de que es una variante genética que solo se da en la población paisa. Esta comprobación es de suma importancia, no solo para el futuro de su investigación, sino en general para el campo del estudio del genoma humano y su relevancia en enfermedades psiquiátricas.

La importancia de la genética

El TDAH es quizá uno de los trastornos más diagnosticados en los últimos años. En Estados Unidos, de acuerdo con cifras del Center for Disease Control and Prevention (CDC), en 2003, el 7,8 % de las personas sufrían de TDAH; en 2016, la cifra aumentó a 11 %; por su parte la American Psychiatric Association (APA) maneja cifras del 5 %. Sin embargo, es complejo hacer una estadística acertada porque identificar este trastorno depende de que se identifiquen los rasgos en la persona, lo cual está relacionado con la cultura del contexto. Vélez lo explica de forma sencilla: “no es lo mismo un niño inquieto en Bogotá, que uno inquieto en Barranquilla”.

Ahí reside la importancia de la genética en estos casos: reducir el margen de error que proviene de este componente cultural y situacional del paciente. Con la investigación que este año publicaron en la revista Translational Psychiatry, ahondaron en la relación entre lo clínico y lo genético. Una de las características que se encontraban asociadas al TDAH era la propensión al consumo y abuso de sustancias psicoactivas. Generalmente esta propiedad se había conectado a la naturaleza impulsiva de las personas que padecen este trastorno.

No obstante, mediante la investigación que realizaron, hallaron cuáles eran las variantes genéticas asociadas a la propensión a consumir sustancias psicoactivas. Y hallazgos como estos dejan vislumbrar el futuro de la medicina. Ya que el contenido del genoma cambia muy poco a través del tiempo, estos diagnósticos se pueden hacer desde muy temprana edad. De esta forma, afirma Vélez, se pueden combinar estas dos disciplinas y realizar un diagnóstico único para el paciente teniendo en cuenta los riesgos que su ADN revela.

Pero esto tomará tiempo. Tanto la investigación de este tipo de relaciones genéticas como la implementación práctica de sus resultados son procesos que toman años. Mientras tanto, el equipo de investigación también se encuentra trabajando en otras enfermedades como el alzhéimer y la depresión, para seguir resolviendo el enigma del ADN.