Projecte tancat a partir de 2014. Tanmateix tots els continguts dels de 1994 fins a 2013 inclòs continuen consultables. Les eines (cercador, comptador de notícies,...) continuen en funcionament.

Article

Any 2000

Imprimir    Recomanar article
Cap al mapa de la vida

El jeroglífic humà

La mosca al descobert

Articles dependents
Què és el genoma
El mapa genètic
Fes-ho còrrer Fes-ho còrrer
  • twitter
  • facebook
Paraules clau Paraules clau
Genètica, biotecnologia i clonacions (137)
Personatges Personatges
Alan Fisher (1)
Bill Clinton (277)
Craig Venter (5)
Francis Collins (1)
French Anderson (1)
Gerald Rubin (1)
Ian Wilmut (8)
James Watson (8)
Josep F. Abril (5)
Ken Culver (1)
Mark Adams (1)
Michael Bleese (1)
Michael Hunkapiller (1)
Robert Sinsheimer (1)
Roderic Guigó (6)
Santiago Grisolía (2)
Tony Blair (184)
Walter Gilbert (1)
William Haseltine (1)
Xavier Estivill (3)
Entitats Entitats
Applied Byosistems (1)
Celera Genomics Corporation (8)
Congrés nord-americà (26)
Govern dels Estats Units (145)
Hospital Necker (1)
Human Genome Sciences (1)
Institut de Recerca Oncològica (4)
Institut Howard Hugues (1)
Institut Municipal d'Investigació Mèdica (6)
Institut Nacional de la Salut de Bethesda (1)
Institut Nacional de Recerca del Genoma Humà (EUA) (4)
Institut Roslin d´Edimburg (6)
PPL Therapeutics (4)
The Institute for Genomic Research (1)
UNESCO (89)
Universitat de Califòrnia (8)
Welcome Trust (1)
970 lectures d'aquest article
894 impressions d'aquest article
1 recomanació d'aquest article
El genoma humà, desxifrat
Genètica
Un segle després que les lleis de Mendel possesin les bases de la genètica, l'any 2000 es va aconseguir identificar i ordenar el genoma humà, conjunt de milers de milions de peces on està continguda la informació per al desenvolupament de l'organisme humà i l'herència biològica.

La idea d'identificar i cartografiar els 3.000 milions d'unitats d'ADN de les cèl.lules humanes va ser proposada al 1985 pels científics Robert Sinsheimer, de la Universitat de Califòrnia, i el premi Nobel Walter Gilbert. Tanmateix, no va rebre el suport necessari, perquè molts van considerar que suposaria una inversió multimilionària amb molt poca utilitat. El 1988, el premi Nobel James Watson va convèncer el Congrés dels Estats Units que el coneixement del genoma podia revolucionar la biologia i la medicina i es va engegar el projecte. Així va néixer el que es coneixeria com a Projecte Genoma Humà (PGH).

El llançament definitiu del projecte es va produir el 1990, quan es va fer un congrés internacional sobre l’ètica del genoma humà, organitzat pel professor Santiago Grisolía, a València. D’aquesta trobada va sorgir la Declaració Universal sobre el Genoma i els Drets Humans, que establia que la informació sobre el genoma era patrimoni de tota la Humanitat i havia de ser oberta. Es preveia que s’aconseguiria el mapa del genoma el 2005. El paper de la Unesco, llavors dirigda per Federico Mayor Zaragoza, va ser cabdal per promoure la investigació sobre el genoma i garantir el caràcter públic dels resultats d’aquesta recerca.

A començament dels 90 es van anar sumant al projecte diversos centres de recerca dels Estats Units, Regne Unit, Alemanya, Japó, França i Xina, liderats per l’Institut Nacional de la Salut dels Estats Units i la fundació britànica Welcome Trust, que es van repartir entre ells l'ingent tasca de desxifrar cada un dels cromosomes.

El 1992, James Watson va abandonar la direcció del PGH per diverses raons, entre elles la voluntat del Govern nord-americà de patentar gens humans. El seu substitut va ser Francis Collins, especialista en genètica mèdica i director de l'Institut Nacional per a la Investigació del Genoma dels Estats Units. Es tractava d'un prestigiós investigador, que havia descobert els gens causants de la fibrosi quística, la neurofibromatosi i la malaltia de Huntington.

Quan es va veure que la identificació del genoma podia tenir interessants aplicacions comercials, van començar a aparèixer iniciatives empresarials orientades a la genòmica. A Rockville, Maryland, un suburbi de Washington (EUA), que s'estava convertint en el Silicon Valey de la biotecnologia, tenia la seva seu l'empresa que, l'any 2000, acapararia tot el protagonisme: Celera Genomics, dirigida per Craig Venter. Nascut al 1948 a Salt Lake City (Utah), havia treballat al departament neurològic de l'Institut Nacional de la Salut. El 1986, mitjançant una nova màquina capaç de realitzar anàlisis genètiques amb tecnologia làser, patentada per Michael Hunkapiller, va aconseguir desxifrar les 100.000 primeres lletres del genoma humà en un any. El 1990, després d’abandonar els laboratoris oficials, va crear The Institute for Genomic Research (TIGR) on, per mitjà d’un nou mètode anomenat shotgun, va aconseguir completar en un any la seqüència del genoma del bacteri Haemophilus influenzae, format per dos milions de lletres.

El 1998, Venter es va separar del Projecte Genoma Humà públic i va constituir la corporació biotecnològica PE Celera Genomics, en societat amb Applied Byosistems, fabricant de seqüenciadors automàtics dirigida per Hunkapiller. Amb una inversió de 300 milions de dòlars va comprar 300 unitats d'una potent màquina d'anàlisi genètica i un sistema informàtic constituït per 1.400 ordinadors. Seguidament va anunciar que completaria la seqüència del genoma humà l'any 2001, amb molt menys temps i amb una inversió deu vegades inferior a la del conglomerat públic.

Per aconseguir aquests extraordinaris resultats, Celera es basava en el controvertit sistema shotgun sequencing (seqüenciació escopeta), que consistia en agafar de cop tot l'ADN, dividir-lo a l’atzar en infinitat de trossos i analitzar la seqüència de bases o nucleòtids en cada un d'ells. Posteriorment reconstruïa els gens mitjançant diversos sistemes informàtics que analitzaven les similituds entre diferents cadenes. Aquesta tècnica no era exhaustiva, ja que només analitzava les parts de l'ADN que considerava interessants. En canvi, el sistema del PGH era molt més exhaustiu i ordenat, però també més lent, ja que analitzava linialment tot l'ADN, tros a tros. Partia de mapes a gran escala dels cromosomes, i afinava progressivament el detall fins a determinar la seqüència de cada gen.

A començament de març de 2000, el president nord-americà, Bill Clinton, va anunciar que en pocs mesos es disposaria d'un esborrany del genoma, malgrat que la seqüència completa no es coneixeria fins el 2003. Al mateix temps, però, es va saber que entre el projecte públic i Celera hi havia problemes per arribar a una entesa, i es creuaven acusacions d'obstrucció. En el rerefons hi havia la diferència de criteri entre el PGH, que pensava oferir a tothom els resultats de la recerca, publicant la seqüència del genoma a Internet, i Celera que volia obtenir un rendiment econòmic de la seva inversió, patentant els descobriments genòmics que poguessin ser útils per a la fabricació de medicaments.

Al cap de pocs dies, el 14 de març, Bill Clinton i el primer ministre britànic, Tony Blair, es van posicionar clarament a favor del projecte públic dirigit per Francis Collins i van emetre un insòlit comunicat conjunt a favor del lliure accés de tots els científics a la informació fonamental del genoma humà, malgrat reconèixier la necessitat de la protecció de la propietat intel•lectual per a les invencions basades en els gens. L’índex borsari Nasdaq Biotech -el que recull les empreses de biotecnologia que cotitzen a la borsa nord-americana- i que havia guanyat més d'un 100% al 1999 i ja anava pel 60% al primer trimestre del 2000, va caure un 12,5%.

Celera no va trigar gaire a reaccionar, i al cap de 48 hores manifestava que faria públic el mateix any 2000 el mapa complet del genoma humà, amb tres anys d'avantatge sobre el PGH. Tanmateix, afirmava que patentaria l'aplicació d'alguns gens per al desenvolupament de noves teràpies, i evidentment pensava cobrar a qui volgués conèixer l'avançada tecnologia informàtica que estava desenvolupant. Els inversors es van tranquil•litzar i l’índex Nasdaq Biotech es va recuperar en pocs dies.

Darrera aquesta polèmica hi ha havia a més moltes altres empreses que s'havien introduït en el mercat biotecnològic, com Human Genome Sciences, dirigida pel científic William Haseltine, antic soci de Venter. Haseltine havia sol•licitat 7.500 patents basades en gens humans per desenvolupar fàrmacs, i de moment havia aconseguit que l’Oficina de Patents i marques dels Estats Units n'hi concedís 134.

La revista Science, en el número del 24 de març, publicava que s'havia aconseguit completar la seqüència genètica completa de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), un animal utilitzat com a model d'experimentació genètica per la rapidesa amb que es reprodueix i la facilitat amb que es pot mantenir en els laboratoris. L'estudi havia estat completat per 200 científics de Estats Units i Europa, coordinats per Gerald Rubin, de l'Institut Howard Hugues de la Universitat de Califòrnia (Berkeley, Estats Units), i per Craig Venter i Mark Adams, de Celera Genomics. Dos investigadors de l’Institut Municipal d'Investigació Mèdica (IMIM) de Barcelona, Roderic Guigó i Josep Francesc Abril, hi van col•laborar. El programa informàtic anomenat gff2ps, que ells havien creat i posat a disposició pública a Internet, va facilitar la ingent tasca d'ordenar les llarguíssimes llistes de lletres que formen l'ADN.

Aquest descobriment significava la seqüenciació del genoma d'un animal no microscòpic per primer cop en la història, i va ser un excel•lent banc de proves per aconseguir la del genoma humà, ja que es va demostrar l'eficàcia de la tècnica del shotgun i es va aconseguir molta informació que seria útil per a l’estudi del genoma humà. Segons la publicació, el genoma de la mosca té uns 13.600 gens, formats per prop de 165 milions de bases, i gran part d'ells són compartits per l'ésser humà. Els investigadors afirmaven que el genoma de la mosca del vinagre conté el 60% dels gens que causen les 289 malalties humanes d'origen genètic conegut i el 68% dels gens que causen càncer als humans.

El 6 d'abril, Celera anuncià que havia completat en un 99% la seqüenciació del genoma humà, és a dir, l'ordre exacte dels parells de bases que constitueixen els gens humans. Aquelles dades estaven repartides en 50 milions de fragments desordenats, però Celera assegurava que ordenarien aquest monumental puzzle en poques setmanes, mitjançant el seu potent sistema informàtic. Aquesta fase que llavors començava, de fet, la part més difícil, consistiria en col•locar les bases en l'ordre correcte dins de cada gen, per poder-lo llegir.

Davant l'anunci de Celera, el consorci públic del PGH va recordar que disposava ja de prop del 65% del genoma, i preveia tenir l'esborrany de la seqüenciació completa cap a l'estiu. A primers de maig, l'edició electrònica de la revista Nature publicava el darrer avenç del PGH: la seqüenciació completa del cromosoma 21. Aquest cromosoma, malgrat ser el més petit de tots, té una especial rellevància, ja que està lligat a diverses malalties, com la síndrome de Down, una forma precoç d'Alzheimer, la depressió bipolar, l'esclerosi lateral amiotròfica i diferents tipus d'arteriosclerosi, ceguesa i leucèmia. Els investigadors qualificaven el cromosoma 21 d'autèntic desert genòmic, ja que en els 34 milions de parells de bases que el constituïen només hi havia 225 gens actius, i hi havia una zona amb set milions de parells que només tenia un gen. Aquesta troballa va fer pensar que el genoma humà probablement no deu tenir més de 40.000 gens, front als 100.000 com fins llavors se suposava.

L'equip d'investigadors del Centre de Genètica Mèdica de l’Institut de Recerca Oncològica (IRO) de Barcelona, dirigit per Xavier Estivill, va participar en la fase següent a la seqüenciació: la identificació dels gens i la seva funció. Fins llavors havien identificat la funció d'uns 20 gens del cromosoma 21. Precisament al maig del 2000 van fer pública la identificació del gen Minibrain, que semblava ser un dels més importants en la síndrome de Down.

A primers de juny, Celera va anunciar que abans d'acabar el mes ja disposaria del primer esborrany de la seqüència completa i ordenada del genoma humà. Les seves accions es van revaloritzar un 28% a la Borsa de Nova York. Davant aquestes expectatives, i a instàncies particularment de Welcome Trust, el consorci públic i Celera van arribar finalment a un acord i van anunciar que publicarien conjuntament la seqüenciació del genoma humà. S'especulava que darrera aquest acord hi havia un pacte de no agressió, pel qual Celera deixaria de desafiar públicament al consorci públic amb la seva capacitat d'avançar de forma més ràpida i econòmica, i el consorci públic abandonaria les seves crítiques a la fiabilitat d'aquests resultats.

La presentació en societat del genoma es va fer el dilluns 26 de juny simultàniament a Tokio, Berlín, París, Londres i Washington. A totes aquestes ciutats van estar representats els grups del consorci públic PGH i a Washington van comparèixer plegats Francis Collins, del PGH, i Craig Center, de Celera Genomics. Bill Clinton i Tony Blair, cadascú al seu país i comunicats per videoconferència, van fer de mestres de cerimònies. L'esborrany presentat es considerava un mapa gairebé complet del genoma humà, ja que s'havia seqüenciat de forma precisa en un 85%, utilitzant fragments que abastaven el 97% de l'ADN.

Es preveia que el mapa podia estar acabat del tot el 2003, amb una fiabilitat del 99,99%. Tanmateix, molts científics van advertir que el desxiframent del genoma no era el final del camí, sinó el seu començament. De moment, el mapa genòmic presentat descrivia l'ordre exacte dels 3.000 milions de parells de bases que formen el genoma humà, però encara faltava identificar i ubicar exactament en els cromosomes les desenes de gens.


APLICACIONS DEL GENOMA

La descripció del mapa del genoma no comporta per sí mateixa cap aplicació concreta, però tothom esperava que suposés un importantíssim impuls per a la recerca genètica i les seves aplicacions en camps ben diversos.

El coneixement del mapa del genoma podia facilitar l'estudi de l'evolució de l'home a partir de les mutacions genètiques i l'estudi de les migracions de la humanitat. De moment, l'estudi del genoma tirava per terra les qualsevol teoria racista ja que demostrava que les diferències genètiques entre diferents persones eren només d'un 0,2%. Celera havia desxifrat el genoma de cinc donants, tres dones i dos homes, de diferents races (asiàtica, hispana, afroamericana, caucàsica), i no es podia distingir el genoma d'una raça del d'una altra.

Però on hi havia dipositades més esperances era en la possibilitat que el coneixement genètic permetés saber quina era la propensió de cada persona a contraure una determinada malaltia i, per tant, permetés desenvolupar sistemes individualitzats de prevenció.

L'any 2000, ja es disposava de proves per detectar malalties hereditàries causades per l’alteració d'un sol gen, com l'hemocromatosi o la fibrosi quística. S'esperava que l'anàlisi del genoma permetria diagnosticar la possibilitat que apareguin moltes altres malalties, causades per complexes combinacions d'alteracions genètiques que fan que es desenvolupi quan s’està exposat a determinats factors, com pot ser el tabac, un tipus d'alimentació o circumstàncies ambientals. Això ajudaria a individualitzar les accions preventives més adequades.

Un altre aplicació que s'esperava obtenir de l'anàlisi individual del genoma era la possibilitat de preveure si una persona respondria adequadament a un determinat fàrmac o, al contrari, tenia un especial risc de patir reaccions adverses. També es podria determinar la susceptibilitat de cada individu a cada tipus de càncer, i predir el comportament de cada tumor concret en cada persona en concret.

Finalment s’esperava també un enorme desenvolupament de la teràpia gènica, consistent en essència en substituir un gen malalt per un altre de sa. El primer tractament amb gens es va fer el 1990, quan French Anderson, Michael Bleese i Ken Culver, de l'Institut Nacional de la Salut de Bethesda (Estats Units) la van utilitzar per tractar una malaltia causada per un defecte en el gen responsable de la producció de l'enzim adenosina deaminassa (ADA) que destrueix el sistema immunològic i condemna a l'afectat a viure en una bombolla. El seu mètode consistia a extreure glòbuls blancs del malalt, introduir-hi còpies del gen sa i reinjectar-los. Així s'obtenia una notable milloria, però periòdicament s'havia d'efectuar transfusions de cèl•lules modificades amb el gen.

Al mes d'abril de 2000, la revista Science informava de l'èxit aconseguit per Alan Fisher i el seu equip de l'Hospital Necker de París, que per primer cop en la història havien curat mitjançant teràpia gènica dos nens "bombolla", de 8 i 11 mesos, afectats d’immunodeficiència greu combinada X1. La seva tècnica utilitzava cèl•lules mare de la sang, obtingudes cultivant medul•la òssia dels propis malalts, que s'infectaven amb un virus portador del gen de reemplaçament, i després tornaven a trasplantar als malalts. El gen introduït proliferava ràpidament a l'organisme, i al cap de 15 dies ja es detectaven cèl•lules portadores de la versió correcta del gen i cèl•lules immunes funcionalment normals.

Però, com tots els grans avenços científics, els progressos en el coneixement del genoma humà presentaven també una altra cara més problemàtica: el seu possible mal ús social. En concret va ser objecte d’una important polèmica la possibilitat d'un ús inadequat del genoma per part de les empreses asseguradores o en la selecció de personal, discriminant les persones que tinguessin susceptibilitat genètica a determinades malalties.

Un altre aspecte polèmic era que l'ús de les aplicacions mèdiques de la genòmica seria car, i només podria estar a l'abast dels països més rics, cosa que augmentaria encara més les diferències Nord-Sud. També es temia que la investigació es dirigís, com acostuma a passar sempre, a les malalties més freqüents al món occidental, però era difícil que es dediquessin esforços a les malalties pròpies de països subdesenvolupats. Fins i tot, es temia que en els països més rics podria tornar-se a plantejar les pràctiques d'eugenèsia per millorar l'espècie.

La capacitat de manipular la naturalesa avança acceleradament, i sembla ja proper el dia en què serà tècnicament possible la producció en sèrie d'individus amb característiques físiques o mentals predeterminades a voluntat. Però per això no n’hi ha prou amb els nous coneixement sobre el genoma, cal també l’avenç de les tècniques de clonació. Un avenç que també va ser espectacular durant l’any 2.000.

Al cap de només quatre anys del naixement del primer mamífer clònic, l'ovella Dolly, ja hi havia en el món més de 300 mamífers obtinguts mitjançant la tècnica perfeccionada per l'equip de Ian Wilmut al Roslin Institut d'Edimburg, la clonació per transferència nuclear, que permet obtenir a partir d'un adult individus genèticament exactes. S'havien clonat ovelles, vaques, cabres i rates, i s'investigava amb gossos i primats. El 5 de març van néixer a Blacksburg (Virgínia, Estats Units), els primers porcs clònics del món, cinc porquets obtinguts a partir de cèl•lules d'una femella adulta. Ho va aconseguir l'empresa PPL Therapeutics, que havia participat en la clonació de Dolly. L’esdeveniment obre camí als xenotrasplantaments(trasplantaments d’òrgans d'animals a persones), ja què els experts consideren que el porc és el donant ideal perquè té un material genètic molt semblant a l'humà, té moltes cries i la mida dels seus òrgans és apropiada. Malgrat tot, caldria fer algunes manipulacions genètiques per evitar reaccions de rebuig i assegurar que s'evités la transmissió als humans de virus que afecten els porcs.

Aquest èxti va fer que les accions de PPL Therapeutics guanyessin un 54%. Els analistes econòmics consideren que el trasplantament d'òrgans és un dels mercats amb més futur. Es calcula que entre Europa i Estats Units hi ha gairebé 120.000 persones en llista d'espera per rebre trasplantaments de cor, ronyó i fetge. Això podia suposar un negoci d'uns 1,9 bilions de pessetes, amb un creixement assegurat pel progressiu envelliment de la població en els països desenvolupats.

Els èxits en clonació animal van fer que els científics es plantegessin seriosament aplicar-la amb cèl•lules humanes amb fins mèdics. Des del 1998 era possible obtenir teixits desenvolupats (muscular, ossi, nerviós) a partir de cèl•lules embrionàries i de cordó umbilical. Però el pas decisiu era poder clonar embrions. Ian Wilmut creia que si s’obtenia un embrió mitjançant clonació a partir d'un adult, d'aquest embrió se’n podrien obtenir teixits diferenciats, que serien genèticament idèntics als originals del donant i podrien utilitzar-se per substituir teixits malmesos del propi donant o per efectuar trasplantaments.

El problema era que la clonació d’embrions humans era prohibida per la legislació internacional. A l’acabar l’any, Gran Bretanya, Estats Units, França i Dinamarca l’havien autoritzat per a la recerca, i la tendència semblava imparable. Això sí, les condicions són molt estrictes i limitades en el temps (14 dies) i és expressament prohibit que els embrions clonats siguin implantats en l’úter de cap dona.