Secuenciación do xenoma completo
A secuenciación do xenoma completo ou do/de xenoma total ou enteiro é o proceso de determinar a secuencia completa ou case completa do ADN do xenoma dun organismo nun só experimento.[2] Isto supón secuenciar todo o ADN dos cromosomas dun organismo e tamén o ADN mitocondrial e, nas plantas e algas, o ADN do cloroplasto.
A secuenciación do xenoma completo utilizouse maiormente como ferramenta de investigación, pero tamén se introduciu nas clínicas médicas en 2014.[3][4][5] No futuro da medicina personalizada os datos de secuenciación do xenoma completo poden ser importantes ferramentas para guiar a intervención terapéutica.[6] A ferramenta da secuenciación de xenes a nivel de polimorfismos dun só nucleótido (SNP) tamén se utiliza para localizar variantes funcionais en estudos de asociación e mellorar o coñecemento dispoñible para os investigadores interesados en bioloxía evolutiva, e, por tanto, pode servir de base para predicir a susceptibilidade a enfermidades e a resposta a fármacos.
A secuenciación do xenoma completo non debería confundirse co perfil de ADN, que só determina a probabilidade de que o material xenético proceda dun determinado individuo ou grupo, e non contén información adicional sobre relacións xenéticas, orixe ou susceptibilidade a doenzas específicas.[7] Ademais, a secuenciación de xenoma completo non debería confundirse con métodos que secuencian subconxuntos específicos do xenoma, os cales incluirían a secuenciación do exoma completo (1-2% do xenoma total) ou o xenotipado de SNP (<0,1% do xenoma). En 2017 non había ningún xenoma completo secuenciado de mamíferos, incluíndo os humanos. Entre o 4% e o 9% do xenoma humano, principalmente ADN satélite, non foi aínda secuenciado.[8]
Historia
.jpg)
Os métodos de secuenciación do ADN usados nas décadas de 1970 e 1980 eran manuais, por exemplo a secuenciación de Maxam e Gilbert e a secuenciación de Sanger. Con estas técnicas secuenciáronse varios xenomas de bacteriófagos e de virus animais, pero o paso a métodos de secuenciación automatizados e máis rápidos na década de 1990 facilitou a secuenciación de xenomas bacterianos e eucariotas máis grandes.[10]
O primeiro organismo do que se secuenciou o xenoma completo foi a bacteria Haemophilus influenzae en 1995.[11] Despois diso, secuenciáronse primeiro os xenomas doutras bacterias e algunhas arqueas, principalmente debido ao seu pequeno tamaño do xenoma. H. influenzae ten un xenoma de 1.830.140 pares de bases de ADN.[11] A diferenza delas, os eucariotas, tanto os unicelulares coma os multicelulares como Amoeba dubia e os humanos (Homo sapiens), respectivamente, teñen xenomas moito máis grandes (ver paradoxo do valor C).[12] Amoeba dubia ten un xenoma de 700 miles de millóns de pares de nucleótidos distribuídos en miles de cromosomas.[13] Os seres humanos conteñen menos pares de nucleótidos (uns 3,2 miles de mllóns en cada célula xerminal, aínda que o tamaño exacto do xenoma humano está aínda sendo revisado) que A. dubia, aínda que o tamaño do seu xenoma supera en moito ao dunha bacteria.[14]
Os primeiros xenomas bacterianos e arqueanos, incluíndo o de H. influenzae, foron secuenciados por medio da secuenciación de escopeta.[11] En 1996 secuenciouse o primeiro xenoma eucariota, o do lévedo Saccharomyces cerevisiae. Este lévedo é un organismo modelo en bioloxía e ten un xenoma de só uns 12 millóns de pares de nucleótidos,[15] e foi o primeiro eucariota unicelular do que se secuenciou o xenoma completo. O primeiro eucariota multicelular e animal que foi completamente secuenciado foi o verme nematodo Caenorhabditis elegans en 1998.[16] Os xenomas eucariotas secuéncianse por medio de varios métodos, como a secuenciación de escopeta de fragmentos curtos de ADN e a secuenciación de clons de ADN máis grandes procedentes de bibliotecas de ADN como as de cromosomas artificiais bacterianos (BACs) e cromosomas artificiais de lévedos (YACs).[17]
En 1999, publicouse a secuencia de ADN enteira do cromosoma 22 humano, que é o noso autosoma máis curto.[18] No ano 2000, secuenciouse o segundo xenoma animal e segundo invertebrado (e primeiro insecto), que foi o da mosca do vinagre Drosophila melanogaster, un organismo modelo moi utilizado en investigación experimental.[19] O primeiro xenoma de planta, o do organismo modelo Arabidopsis thaliana, secuenciouse en 2000.[20] En 2001, publicouse un borrador do xenoma humano completo.[21] A secuenciación do xenoma do rato de laboratorio Mus musculus completouse en 2002.[22]
En 2004, o Proxecto Xenoma Humano publicou unha versión incompleta do xenoma humano.[23] En 2008, un grupo en Leiden, Países Baixos, informou da secuenciación do primeiro xenoma humano feminino (Marjolein Kriek).
Actualmente xa foron secuenciados miles de xenomas de forma parcial ou total.
Detalles experimentais
Células usadas para a secuenciación
Case calquera mostra biolóxica dun organismo contén unha copia completa de ADN (incluso unha pequena cantidade de ADN ou de ADN antigo) e pode proporcionar o material xenético necesario para facer unha secuenciación xenómica completa. Ditas mostras poden ser de saliva, células epiteliais, medula ósea, pelo (con tal de que o pelo conteña a raíz do pelo), sementes, follas de plantas ou calquera outro elemento que teña células que conteñen ADN.
A secuencia xenómica dunha soa célula seleccionada dunha poboación mixta de células pode ser determinada usando técnicas de secuenciación xenónica dunha soa célula. Isto ten importantes vantaxes en microbioloxía ambiental en casos nos que unha soa célula dunha determinada especie de microorganismo pode illarse a partir dunha poboación mixta por microscopía baseándose na súa morfoloxía ou outras características distintivas. En tales casos os pasos necesarios normalmente de illamento e crecemento do organismo en cultivo poden omitirse, o que permite a secuenciación dun espectro moito maior de xenomas de organismos.[24]
A secuenciación xenómica dunha soa célula está sendo probada como método de diagnose xenética preimplantación, na cal se toma unha célula do embrión creada por fecundación in vitro e analízase antes de facer a transferencia de embrións ao útero.[25] Despois da implantación, pode extraerse o ADN fetal libre de células por medio dunha simple punción na vea da nai e usala para a secuenciación do xenoma completo do feto.[26]
Primeiras técnicas
A secuenciación do xenoma humano case enteiro conseguiuse en 2000 parcialmene por medio do uso da tecnoloxía da secuenciación de escopeta. Aínda que a secuenciación de escopeta de xenoma total para pequenos xenomas (de 4.000–7.000 pares de bases) xa se utilizaba en 1979,[27] a aplicación a maior escala beneficiouse da secuenciación de extremos emparellados, coñecida coloquialmente como secuenciación de escopeta de dobre canón. A medida que os proxectos de secuenciación empezaron a aplicarse a xenomas máis longos e complicados, moitos grupos de investigadores empezaron a decatarse de que a información útil podía obterse secuenciando ambos os extremos dun fragmento de ADN. Aínda que secuenciar ambos os extremos do mesmo fragmento e facer o seguimento dos datos emparellados era máis laborioso que secuenciar un só extremo de dous fragmentos distintos, saber que as dúas secuencias están orientadas en direccións opostas e están separadas aproximadamente a lonxitude dun fragmento era valioso para a reconstrución da secuencia do fragmento diana orixinal.
A primeira descrición publicada do uso de extremos por emparellados fíxose en 1990 como parte da secuenciación do locus do encima humano HPRT,[28] aínda que o uso de extemos emparellados estaba limitado a pechar os ocos que quedaban despois de aplicar a estratexia tradicional da secuenciación de escopeta. A primeira descrición teórica da estratexia de secuenciación de extremos emparellados pura, asumindo fragmentos de lonxitude constante, fíxose en 1991.[29] En 1995 introduciuse a innovación de usar fragmentos de variados tamaños,[30] e demostrou que unha estratexia de secuenciación de extremos emparellados pura sería posible para dianas grandes. A estratexia foi despois adoptada por The Institute for Genomic Research (TIGR) para secuenciar o xenoma enteiro da bacteria Haemophilus influenzae en 1995,[31] e despois por Celera Genomics para secuenciar o xenoma completo da mosca do vinagre en 2000,[32] e posteriormente o xenoma humano completo. Applied Biosystems, agora chamada Life Technologies, fabricou os secuenciadores capilares automatizados utilizados por Celera Genomics e o Proxecto Xenoma Humano.
Técnicas actuais
- Artigo principal: Secuenciación do ADN.
Aínda que a secuenciación capilar foi a primeira aproximación para secuenciar con éxito o xenoma humano case completo é aínda demasiado cara, a súa aplicación consome moito tempo como para usala con propósitos comerciais. Desde 2005 a secuenciación capilar foi progresivamente desprazada polas tecnoloxías de secuenciación de alto rendemento (antes "da seguinte xeración") tales como a secuenciación de tinguidura de Illumina, a pirosecuenciación e secuenciación SMRT.[33] Todas estas tecnoloxías continúan empregando a estratexia de escopeta básica, concretamente a paralelización e xeración de moldes por medio da fragmentación do xenoma.
Outras tecnoloxías emerxentes son a tecnoloxía de nanoporos. Aínda que a tecnoloxía de secuenciación de nanoporos está aínda sendo refinada, a súa portabilidade e capacidade potencial de xerar lecturas longas son de relevancia para aplicacións de secuenciación do xenoma completo.[34]
Análise
En principio, a secuenciación de xenoma completo pode proporcionar a secuencia de nucleótidos do ADN dun organismo. Porén, deben realizarse ulteriores análises para descubrir o significado biolóxico ou médico desta secuencia, e como este coñecemento se pode usar para axudar a previr enfermidades. Estanse a desenvolver e refinar métodos para analizar secuencias.
Como a secuenciación xera moitos datos (por exemplo, hai aproximadamente seis mil millóns de pares de bases en cada xenoma humano diploide), os datos que produce son almacenados electronicamente e require unha gran cantidade de poder de computación e capacidade de almacenamento.
Aínda que a análise de datos de secunciación do xenoma completo pode ser lento, é posible acelerar este paso usando hardware específico.[35]
Comercialización
Varias compañías públicas e privadas están competindo para desenvolver unha plataforma para a secuenciación do xenoma completo que sexa comercialmente robusta tanto para a investigación coma para o uso clínico,[36] entre elas Illumina,[37] Knome,[38] Sequenom,[39]454 Life Sciences,[40] Pacific Biosciences,[41] Complete Genomics,[42]Helicos Biosciences,[43] GE Global Research (General Electric), Affymetrix, IBM, Intelligent Bio-Systems,[44] Life Technologies, Oxford Nanopore Technologies,[45] e o Beijing Genomics Institute.[46][47][48] Estas compañías están fortemente financiadas e apoiadas por capital de risco, fondos de cobertura e bancos de investimento.[49][50]
Un obxectivo comercial do que comunmente se falaba para o custo da secuenciación para finais da década de 2010 era que custase só 1.000 dólares; porén, as compañías privadas están traballando para chegar a un novo obxectivo de só 100 dólares.[51]
Incentivo
A Craig Venter Science Foundation, estableceu o Archon X Prize de xenómica,[52] que pretendía galardoar con 10 millóns de dólares ao "primeiro equipo que poida construír un aparello e usalo para secuenciar 100 xenomas humanos en 10 días ou menos, cunha exactitude de non máis dun erro por cada 1.000.000 de bases secuenciadas, con secuencias que cubran con precisión polo menos o 98% do xenoma, e a un custo recorrente de non máis de 1.000 dólares por xenoma".[53] O Archon X Prize de xenómica foi cancelado en 2013, antes da súa data oficial de comezo.[54][55]
Historia
En 2007, Applied Biosystems empezou a vender un novo tipo de secuenciador chamado SOLiD System.[56] A tecnoloxía permitiu aos usuarios secuenciar 60 xigabases por cada execución.[57]
En xuño de 2009, Illumina anunciou que estaban lanzando o seu propio Personal Full Genome Sequencing Service a unha ”profundidade” de 30× por 48.000 dólares por xenoma.[58][59] En agosto, o fundador de Helicos Biosciences, Stephen Quake, afirmou que usando o Single Molecule Sequencer da compañía secuenciara o seu propio xenoma por menos de 50.000 dólares.[60] En novembro, Complete Genomics publicou un artigo revisado por pares en Science que demostraba a súa capacidade para secuenciar o xenoma humano completo por 1.700 dólares.[61][62]
En maio de 2011, Illumina rebaixou o seu servizo de Full Genome Sequencing a só 5.000 dólares por xenoma humano ou 4.000 dólares se o pedido era de 50 ou máis.[63] Helicos Biosciences, Pacific Biosciences, Complete Genomics, Illumina, Sequenom, ION Torrent Systems, Halcyon Molecular, NABsys, IBM e GE Global parecen ir á par na carreira da comercialización da secuenciación do xenoma completo.[33][64]
Cos custos de secuenciación en declive, varias compañías empezaron a afirmar que os seus equipamentos axiña poderían alcanzar o custo de 1.000 dólares por xenoma: entre estas compañías estaban Life Technologies en xaneiro de 2012,[65] Oxford Nanopore Technologies en febreiro de 2012,[66] e Illumina en febreiro de 2014.[67][68] En 2015, o NHGRI estimou que o custo de obter a secuencia dun xenoma completo era de arredor de 1.500 dólares.[69] En 2016, Veritas Genetics empezou a vender a secuenciación do xenoma completo, incluíndo un informe sobre algunha da información da secuenciación por 999 dólares.[70] No verán de 2019 Veritas Genetics reduciu o custo da secuenciación do xenoma completo a 599 dólares.[71] En 2017, BGI empezou a ofrecela por 600 dólares.[72]
Porén, en 2015 algúns sinalaron que o uso efectivo da secuenciación de xenomas completos pode custar considerablemente máis de 1000 dólares.[73] Ademais, parece que quedaban partes do xenoma humano que non foran totalmente secuenciadas en 2017.[74][75][76]
Comparación con outras tecnoloxías
Micromatrices de ADN
A secuenciación do xenoma completo proporciona información sobre un xenoma que é varias ordes de magnitude máis grande que a das matrices de ADN, que era a tecnoloxía anteriormente líder para o xenotipificación.
Para os humanos, as matrices de ADN proporcionan actualmente información xenotípica de ata un millón de variantes xenéticas,[77][78][79] mentres que a secuenciación de xenoma completo pode proporcionar información de todas as seis mil millóns de bases do xenoma humano, o que equivale a 3.000 veces máis datos. Debido a isto, a secuenciación de xenoma completo considérase unha innovación disruptiva para os mercados de matrices de ADN, xa que a precisión de ambas as técnicas vai do 99,98% ao 99,999% (en rexións de ADN non repetitivas) e os seus custos de consumibles de 5.000 dólares por 6 mil millóns de pares de bases son competitivos (para algunhas aplicacións) coas matrices de ADN (500 dólares por 1 millón de pares de bases).[40]
Aplicacións
Frecuencias de mutación
A secuenciación do xenoma completo estableceu a frecuencia de mutación para xenomas humanos completos. A frecuencia de mutación no xenoma completo entre xeracións nos humanos (de pais a fillos) é dunhas 70 novas mutacións por xeración.[80][81] Un nivel incluso menor de variación atopouse comparando a secuenciación de xenoma completo en células sanguíneas para un par de xemelgos monocigóticos (idénticos) de 100 anos de idade.[82] Só se atoparon oito diferenzas somáticas, aínda que as variacións somáticas que aparecen en menos do 20% das células sanguíneas son indetectables.
Nas rexións do xenoma humano que especificamente codifican proteínas, estímase que hai unhas 0,35 mutacións que causarían un cambio na secuencia da proteína entre as xeracións paterna e filial (menos dunha proteína mutada por xeración).[83]
No cancro as frecuencias de mutación son moito máis altas debido á inestabilidade do xenoma. Esta frecuencia pode ademais depender da idade do paciente, exposición a axentes que danan o ADN (como a irradiación UV ou compoñentes do fume do tabaco) e a actividade/inactividade dos mecanismos de reparación do ADN. Ademais, a frecuencia de mutación pode variar entre tipos de cancro: en células da liña xerminal, as taxas de mutación son de aproximadamente 0,023 mutacións por megabase, mais este número é moito maior no cancro de mama (1,18-1,66 mutacións somáticas por Mb), no cancro de pulmón (17,7) ou en melanomas (≈33).[84] Como o xenoma humano haploide consta de aproximadamente 3.200 megabases,[85] isto tradúcese nunhas 74 mutacións (principalmente en rexións non codificantes) no ADN da liña xerminal por xeración, pero 3.776-5.312 mutacións somáticas por xenoma haploide no cancro de mama, 56.640 no cancro de pulmón e 105.600 en melanomas.
A distribución de mutacións somáticas ao longo do xenoma humano é moi desigual,[86] así que as rexións que se replican temperanmente ricas en xenes sofen menos mutacións que a heterocromatina que se replica tardiamente e é pobre en xenes, probablemente debido a unha actividade de reparación do ADN diferencial.[87] En particular, a modificación de histonas H3K9me3 está asociada cunha alta frecuencia de mutacións,[88] e a H3K36me3 con baixa.[89]
Estudos de asociación en todo o xenoma
En investigación, a secuenciación do xenoma completo pode utilizarse para un estudo de asociación de xenoma completo ou GWAS (polas súas siglas en inglés de Genome-Wide Association Study), un proxecto que pretende determinar a variante ou variantes xenéticas asociadas cunha doenza ou calquera outro fenotipo.[90]
Uso para diagnósticos
- Véxase tamén: Xenómica persoal e Medicina preditiva.
En 2009, Illumina lanzou os seus primeiros secuenciadores do xenoma completo que foron aprobados só para uso clínico (en vez de para investigación) e os doutores dos centros médicos académicos empezaron discretamente a utilizalos para tratar de diagnosticar os problemas médicos de pacientes nos cales os procedementos estándar aplicados non foran de axuda.[91] En 2009, un equipo de Stanford liderado por Euan Ashley realizou a interpretación clínica dun xenoma humano completo, o do bioenxeñeiro Stephen Quake.[92] En 2010 o equipo de Ashley informou dunha autopsia na que fixera unha secuenciación do xenoma completo[93] e en 2011, ampliou o marco da interpretación a toda unha familia completamente secuenciada, a familia West, que foi a primeira familia en ser secuenciada coa plataforma de Illumina.[94] O custo que tiña secuenciar un xenoma daquela era de 19.500 dólares, que lle eran facturados ao paciente pero eran xeralmente pagados por medio dunha bolsa de investigación; houbo un caso dunha persoa naquela época que solicitara o reembolso á súa compañía de seguros médicos.[91] Por exemplo, un neno necesitara unhas 100 operacións cirúrxicas cando tiña tres anos de idade e o seu doutor recorreu á secuenciación do xenoma completo para determinar cal era o seu problema; necesitou empregar un equipo dunhas 30 persoas que incluía doce expertos en bioinformática, tres técnicos secuenciadores, cinco médicos, dous conselleiros xenéticos e dous deontólogos para identificar unha rara mutación no xene XIAP que estaba causando problemas xeneralizados.[91][95][96]
Debido ás recentes reducións de prezo (véxase máis arriba) a secuenciación do xenoma completo comverteuse nunha aplicación realista para os diagnósticos por ADN. En 2013, o consorcio 3Gb-TEST obtivo financiamento da Unión Europea para preparar o sistema sanitario para estas innovacións no diagnóstico por ADN.[97][98] Tiñan que poñerse en marcha plans de avaliación da calidade, avaliación da tecnoloxía da saúde e directrices médicas. O consorcio 3Gb-TEST identificou a análise e interpretación de datos de secuencias como o paso máis complicado no proceso de diagnóstico.[99] Na xuntanza do consorcio en Atenas e setembro de 2014, o consorcio acuñou a palabra xenotradución para este paso esencial. Este paso conduce ao chamado xenoinforme. Cómpren directrices para determinar o contido requirido neses informes.
Genomes2People (G2P), unha iniciativa do Brigham and Women's Hospital e da Harvard Medical School que foi creada en 2011 para examinar a integración da secuenciación xenómica na atención médica de adultos e nenos.[100] O director do G2P Robert C. Green liderara previamente o estudo REVEAL (Risk EValuation and Education for Alzheimer's Disease), unha serie de ensaios clínicos para explorar as reaccións de pacientes ao darlles a coñecer o seu risco xenético de padecer no futuro alzheimer.[101][102] Green e un equipo de investigadores crearon o BabySeq Project en 2013 para estudar as consecuencias éticas e médicas de secuenciar o ADN dun neno.[103][104] Unha segunda fase, BabySeq2, foi financiada polo NIH en 2021 e é un estudo de aplicación que amplía este proxecto no que se planea inscribir 500 nenos de diversas familias e trazar os efectos da súa secuenciación xenómica na atención pediátrica.[105]
En 2018 investigadores do Rady Children's Institute for Genomic Medicine de San Diego, California determinaron que unha secuenciación do xenoma completo rápida pode diagnosticar trastornos xenéticos a tempo de cambiar a xestión médica aguda ou cirúrxica do caso (utilidade clínica) e mellorar os resultaos en nenos con doenzas agudas. Os investigadores informaron dun estudo de cohorte retrospectivo de pacientes internados en hospitais con enfermidades agudas nun hospital rexional para nenos desde xullo de 2016 a marzo de 2017. Fixéranse secuenciacións do xenoma completo rápidas a 42 familias para a diagnose etolóxica de trastornos xenéticos. A sensibilidade de signóstico destas secuenciacións rápidas era do 43% (18 de 42 nenos) e o 10% (4 de 42 nenos) para probas xenéticas estándars (P = .0005). A taxa de utilidade clínica destas secuenciacións rápidas (31%, 13 de 42 nenos) era significativamente maior que coas probas xenéticas estándar (2%, 1 de 42; P = .0015). Once dos nenos (26%) aos que se lles fixo secuenciación do xenoma completo rápida evitaron a morbilidade, un tivo un 43% de redución na probabilidade de mortalidade e un empezou os coidados paliativos. En seis dos once nenos, os cambios na xestión reduciron o custo por paciente internado nun hospital en 800.000-2.000.000 de dólares. Estes resultados replican un estudo previo da utilidade clínica da secuenciación do xenoma completo rápida en nenos internados con enfermidade aguda e demostran unha mellora nos resultados e aforros para o sistema sanitario. A secuenciación do xenoma completo rápida merece ser considerada como un primeiro test de clasificación de pacientes neste escenario.[106]
Estudo de asociación de variantes raras
Os estudos de secuenciación do xenoma completo permiten a avaliación das asociacións entre caracteres complexos e variantes raras tanto codificantes coma non codificantes (frecuencia alélica menor (MAF) < 1 %) ao longo do xenoma. As análises de variante simple tipicamente teñen un baixo poder de identificación de asociacións con variantes raras, e propuxéronse tests de conxuntos de variantes para testar conxuntamente os efectos de conxuntos dados de múltiples variantes raras.[107] A anotación de SNP axuda a dar prioridade as variantes funcionais raras e incorporar estas anotacións pode impulsar con efectividade o poder da asociación xenética da análise de variantes raras de estudos de secuenciación do xenoma completo.[108]
Aspectos éticos
A introdución da secuenciación de xenoma completo pode ter implicacións éticas.[109] Por outra parte, as probas xenéticas poden potencialmente diagnosticar doenzas que se poden previr, tanto no propio individuo que fai a proba coma nos seus parentes.[109] Porén, as probas xenéticas poderían ter aspectos negativos como a discriminación xenética, perda do anonimato e impactos psiclóxicos como o descubrimento dunha paternidade/filiación distinta da que se pensaba.[110]
Algúns deontólogos insisten en que a privacidade dos individuos aos que lles están a facer probas xenéticas debe ser protexida.[109] Os aspectos relativos á privacidade poden ser especialmente preocupantes cando as probas xenéticas se lle fan a un menor de idade.[111] O director executivo de Illumina, Jay Flatley, afirmou en febreiro de 2009 que "en 2019 terase convertido nunha rutina mapar os xenes dos meniños cando nacen".[112] Este posible uso da secuenciación do xenoma é moi controvertido, xa que vai contra as normas éticas establecidas nas probas xenéticas preditivas de menores asintomáticos ben asentadas nos campos da xenética médica e o consello xenético.[113][114][115][116] As directrices tradicionais para as probas xenéticas desenvolvéronse no decurso de varias décadas desde que por primeira vez foi posible testar a presenza de marcadores xenéticos asociados con doenzas, previamente á chegada de secuenciacións xenéticas completas e de aceptable custo.
Cando a un individuo lle fan unha secuenciación do xenoma completo, esta revela información non só das súas propias secuencias de ADN, senón tamén sobre as probables secuencias do ADN dos seus parentes xeneticamente próximos.[109] Esta información pode ademais revelar útil información preditiva sobre o presente dos parentes e dos riscos futuros para a súa saúde.[117] Por tanto, hai importantes cuestións sobre que obrigacións, se é que hai algunha, se deben ter cos membros da familia dos individuos que fixeron probas xenéticas. Na sociedade de Europa occidental, aos individuos que fixeron estes tests normalmente se lles aconsella que compartan a información sobre as diagnoses xenéticas cos seus parentes próximos, xa que a importancia da diagnose xenética para os descendentes e outros parentes próximos é xeralmente unha das razóns polas que se quere facer unha proba xenética.[109] Non obstante, pode xurdir un dilema ético de grande importancia cando os pacientes rexeitan compartir a información sobre a diagnose dun trastorno xenético grave e que é doadamente previble e do que hai un alto risco de que os parentes leven a mesma mutación que o causa. Nesas circunstancias, o médico pode coidar que os parentes deberían coñecer esa diagnose e, por tanto, o médico pode enfrontarse a un conflito de intereses con respecto á confidencialidade paciente-médico.[109]
As preocupacións pola privacidade poden tamén orixinarse cando a secuenciación do xenoma completo se utiliza en estudos de investigación científica. Os investigadores a miúdo necesitan poñer a información sobre os xenotipos dos pacientes en bases de datos públicas, como bases de datos específicas de loci.[109] Aínda que só se envían datos de pacientes anónimos a esas bases de datos de loci, os pacientes aínda poderían ser identificables polos seus parentes no caso de que se atope unha enfermidade rara ou unha mutación de cambio de sentido (non sinónima) rara.[109] Houbo unha discusión pública limitada, inconexa, e desenfocada sobre a introdución de técnicas forenses avanzadas, como a investigación familiar avanzada usando páxinas web públicas sobre o ADN de devanceiros e estratexias de fenotipificación do ADN. Como a xenética forense e a xenética médica converxen cara á secuenciación do xenoma, os aspectos que afectan os datos xenéticos están cada vez máis interconectados, e pode ser necesario establecer proteccións legais adicionais.[118]
Secuencias xenómicas humanas feitas públicas
Primeiras persoas con secuencias xenómicas públicas
Os primeiros xenomas humanos case completos foron os de dous norteamericanos con ascendentes predominantemente do noroeste de Europa en 2007 (J. Craig Venter a unha cobertura de 7,5x,[119][120][121] e James Watson a 7,4x).[122][123][124] A isto seguiulle en 2008 a secuenciación dun home chinés da etnia han anónimo (a 36x),[125] un home yoruba de Nixeria (a 30x),[126] o xenoma dunha xenetista clínica (Marjolein Kriek) dos Países Baixos (de 7 a 8x), e unha muller caucasiana paciente de leucemia (a coberturas de 33 e 14x para os tecidos do tumor e normais).[127] Steve Jobs estivo entre as primeiras 20 persoas ás que se lles secuenciou o xenoma completo, segundo se informou cun custo de 100.000 dólares.[128] En xuño de 2012 había xa 69 xenomas humanos case completos secuenciados publicamente dispoñibles.[129] En novembro de 2013 unha familia española fixo públicos os seus datos xenómicos persoais baixo licenza de dominio público de Creative Commons. O traballo fora dirixido por Manuel Corpas e os datos obtidos por proba xenética dirixida ao consumidor co 23andMe e o Instituto Xenómico de Beijing). Considérase que este é o primeiro conxunto de datos de xenómica pública dunha familia completa.[130]
Bases de datos
Segundo a revista Science as maiores bases de datos de xenomas completos son:[131]
| Biobank | Xenomas completos finalizados | Lanzamento/acceso á información |
|---|---|---|
| UK Biobank | 200.000 | Dispoñible nunha plataforma en páxina web en novembro de 2021, é o conxunto de datos público máis grande de xenomas completos. Os xenomas están ligados a información médica sobre persoas anónimas e son accesibles para a investigación biomédica que conxuntos de datos anteriores e menos completos. Vanse engadir 300.000 xenomas máis a principios de 2023.[131][132] |
| Trans-Omics for Precision Medicine | 161.000 | National Institutes of Health (NIH) require consentimento específico para un proxecto |
| Million Veteran Program | 125.000 | investigadores de Non–Veterans Affairs obtiveron acceso en 2022 |
| Genomics England's 100,000 Genomes | 120.000 | Os investigadores deben colaborar |
| All of Us | 90.000 | NIH espera lanzala a inicios de 2022 |
Notas
Véxase tamén
Outros artigos
- Cobertura (xenética)
- Secuenciación do ADN
- Micromatriz de ADN
- Perfil do ADN
- Secuenciación dúplex
- Xenética médica
- Proxecto Xenoma Humano
- Proxecto Xenoma Persoal
- Anotación de SNP
- Secuenciación do exoma