Estamos entrando en una nueva medicina. Pasando de una medicina, hasta ahora reactiva, a una medicina proactiva, basada en la prevención de las enfermedades y en el diagnóstico precoz. Una medicina orientada a conocer el origen de la enfermedad y no solo los efectos, los daños de la misma, producidos en los diferentes órganos. Una medicina con vocación curativa más que paliativa.

El origen de las enfermedades, tanto hereditarias como trasmisibles o no, está en el comportamiento molecular, en el comportamiento celular. El desarrollo de las ciencias ómicas como la genómica, la proteómica y la metabolómica, los estudios sobre el metabolismo, el sistema inmunológico, la reproducción celular y la acción de los procesos infecciosos e inflamatorios, así como el estrés oxidativo y la senescencia de nuestras células, están produciendo importantes resultados en el tratamiento del cáncer y de la mayoría de las enfermedades raras, así como en el desarrollo de la medicina regenerativa y en la lucha contra el envejecimiento.

Muchos de los nuevos descubrimientos, más que productos, son procesos terapéuticos individualizados y pluridisciplinares. En esta línea hemos de contemplar terapias y medicamentos innovadores, en gran parte curativos, como las terapias del tipo CAR-T, la edición y modificación genética CRIPS, etc. El desarrollo de las técnicas ARN mensajero, que entrando en las células se incorporan a los ribosomas para fabricar determinadas proteínas o aminoácidos; de las técnicas que, mediante vectores víricos con moléculas de ADN recombinante, son capaces de penetrar en el núcleo de las células con instrucciones para fabricar una proteína. Estas innovaciones terapéuticas de tratamiento individualizado, supondrán una revolución en el acceso y el tratamiento de los pacientes.

Estas técnicas están abriendo un enorme campo para tratar el origen molecular de las enfermedades y posibilitar la curación de enfermedades hasta ahora incurables, cuya respuesta de la medicina hasta ahora se reducía, básicamente, a paliar los efectos de la enfermedad sobre los órganos y sistemas corporales afectados.

Hoy en día se conoce que el 90% de las enfermedades raras son de origen genético. Sin embargo, según los Institutos Nacionales de la Salud de EEUU, “estamos descubriendo que casi todas las enfermedades tienen un componente genético”. No solo el cáncer, las enfermedades neurodegenerativas o las cardiovasculares, incluso nuestra respuesta a una infección puede depender de nuestros genes. Existe una miríada de enfermedades que tienen un origen al menos parcial en un conjunto de factores genéticos, posiblemente modulados por otros ambientales que pueden actuar también sobre los genes a través de efectos epigenéticos, es decir, modificaciones químicas del ADN que no alteran su secuencia.

‘La medicina personalizada de precisión utiliza la información genómica de un paciente para personalizar los tratamientos de acuerdo con sus características genéticas únicas’

La medicina genómica se centra en el estudio de los genes de un individuo para identificar mutaciones genéticas que puedan estar relacionadas con enfermedades. Gracias a los avances en la secuenciación del ADN, los médicos pueden analizar el genoma de un paciente en busca de variantes genéticas que puedan predisponerlo a ciertas enfermedades. Esto permite una detección temprana de enfermedades hereditarias, como el cáncer de mama o de colon, lo que aumenta las posibilidades de un tratamiento exitoso.

Por otro lado, la medicina personalizada de precisión utiliza la información genómica de un paciente para personalizar los tratamientos de acuerdo con sus características genéticas únicas. Esto significa que los médicos pueden seleccionar los medicamentos más efectivos y con menos efectos secundarios para cada paciente en particular, lo que mejora la eficacia del tratamiento y reduce los riesgos asociados. Es lo que llamamos farmacogenómica.

La inteligencia artificial y el análisis de big data juegan un papel crucial en la medicina genómica y de precisión. Estas tecnologías permiten a los médicos procesar grandes cantidades de datos genómicos y clínicos para identificar patrones y tendencias que podrían pasar desapercibidos para el ojo humano.

Es de destacar que la Fundación Pública Gallega de Medicina Genómica, que preside el profesor Ángel Carracedo, ha realizado desde 2018 alrededor de 175.000 estudios personalizados, y ahora emprende un proyecto en el que se recopilará el ADN de 400.000 gallegos, lo que permitirá detectar, precozmente o incluso antes de que aparezcan, enfermedades con un importante factor genético.

Pero todo esto está siendo posible gracias al colosal desarrollo de la capacidad de procesamiento y almacenamiento de los datos con grandes sistemas de computación, hace solo unos años impensables, y al enorme desarrollo de las comunicaciones y trasferencia de datos, que permite almacenar ingentes cantidades de datos y transferirlos casi instantáneamente desde puntos diversos y tratarlos en un tiempo récord. Gracias estos avances, será posible la secuenciación del ADN de próxima generación.

Los procesos alrededor de la genómica generan un volumen de datos sin precedentes que debe almacenarse de una manera que sea eficiente y accesible desde el punto de vista energético.

Una molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) nucleótidos que forman dos cadenas complementarias y antiparalelas, unidas por puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas específicas, y organizadas en una estructura de doble hélice. Y, puestos a decir números desorbitados, les recuerdo que el genoma humano tiene aproximadamente 3.000 millones de pares de bases y una hebra de ADN humano contiene 200.000 millones de átomos.

Se estima que la genómica generará hasta 40 exabytes de datos en el próximo año. Un exabyte equivale a algo más de un billón de billones de megabytes (doce ceros). Pero ya no solo hablamos de exabytes, sino de yobibytes, que equivale aproximadamente a 1,2 billones de exabytes. Aproximadamente a 1,1 billones de billones de billones de megabytes (dieciocho ceros).

Si queremos afrontar con éxito el futuro, necesitaremos estar preparados para almacenar, procesar y mantener dicha información.

Gracias a estas capacidades, y del software que las gestiona, hemos podido conocer la estructura y secuencia de los genes y desarrollar algoritmos para la interpretación y el tratamiento de los datos, de manera que se puedan leer textos e interpretarlos, para que nos ofrezcan los resultados deseados. Hemos incorporado inteligencia artificial mediante la trasferencia del conocimiento y su tratamiento través de los algoritmos. Y, es más, hemos introducido algoritmos para que se puedan interpretar los resultados y aprender en base a los mismos.

Cuando en abril de 2003 se terminó la secuenciación del genoma, la creencia predominante era que la gran mayoría del genoma humano consistiría en instrucciones para fabricar proteínas. En cambio, resultó que menos del 2% de los 3.000 millones de letras del genoma humano están dedicadas a las proteínas. El 98 % restante de nuestro ADN se conoció como materia oscura, o genoma oscuro, una misteriosa mezcolanza de letras sin un significado o propósito obvio. Algunos genetistas sugirieron que el genoma oscuro era simplemente ADN basura o el basurero de la evolución humana. Sin embargo, hoy se cree que su función principal parece ser la regulación del proceso de decodificación, o expresión, de los genes productores de proteínas. Ayuda a controlar cómo se comportan nuestros genes en respuesta a todas las presiones ambientales que enfrenta nuestro cuerpo a lo largo de nuestra vida, desde la dieta hasta el estrés, la contaminación, el ejercicio o el sueño. Es decir, la epigenética.

También, uno de los mayores desafíos es para qué sirven o en qué consisten las regiones del genoma humano que no codifican proteínas, que parecen estar plagadas de secuencias de ADN repetitivas conocidas como transposones. Casi la mitad del genoma.

Esta es la próxima frontera. El conocimiento del genoma oscuro y su vinculación con las enfermedades. El ADN de próxima generación.