Este documento describe varios proyectos y avances relacionados con la variabilidad genómica humana. Explica que el Proyecto Genoma Humano estableció que el genoma humano contiene entre 25,000 y 30,000 millones de pares de bases, y que el 0.1% de las secuencias de ADN varían entre los individuos. También describe proyectos como el Proyecto del Varioma Humano, el Proyecto de los Mil Genomas y avances en el mapeo de polimorfismos de nucleótido simple, variaciones estructurales

1. CRECURSOS TERAPÉUTICOS
Y MEDICINA GENÓMICA
Genética
NRC 39504
González Martínez Victor
Xochimanahua Lidia

2. Proyecto Genoma Humano entre otros
definen la variabilidad del Genoma Humano
• Se estableció que le genoma humano contiene entre 25 000 y 30 000 millones de pares de
bases.
• 99.9% de las secuencias de ADN son idénticas y el 0.1 % restante corresponde a variaciones
genéticas.
• Esta pequeña variación podrían explicar las variaciones de los fenotipos y la susceptibilidad a
enfermedades.

3. Variabilidad genómica Humana
• Las variaciones genéticas se encuentran en loci específicos del genoma humano y determinan
alelos.
• Alelo normal o Silvestre es usado para referirse a la variante más común en una población
determinada.
• Un conjunto de alelos dispuestos linealmente a lo largo de la molécula de ADN y que se
heredan en bloque por su cercanía, se denomina haplotipo.
• Si la Fr de un alelo menor en la población es superior al 0.01 y menor a 0.05 la variante se
denomina polimorfismo.

4. • Mutación en el campo médico se reserva a un cambio en el ADN que tienen una repercusión
patológica.
• Las variaciones genéticas en la especie humana pueden ser de muchos tipos y abarcar desde
cambios en un solo nucleótido, hasta pérdidas o ganancias de material genético.

5. • SNP (Polimorfismos de Nucleótido simple): Principal fuente de variación genética humana.
Ocurren con frecuencia. Pueden ubicarse en una región codificante (SNP funcionales) o en
región no codificante (SNP no funcionales).
• Se coheredan en bloques haplotipos, formando haplotipos de SNP. Basta identificar unos
SNP para identificar todo el bloque, recibiendo el nombre de tagSNP.
• Estudio llevado a cabo por el proyecto Hap Map

6. Proyecto del Varioma Humano
• El objetivo del proyecto es integrar todos los datos y registros de variaciones genéticas y de
genes relacionados con las enfermedades para armar un catálogo enciclopédico de variantes e
integrarlas al Proyecto Genoma Humano.

7. Proyecto de los Mil genomas
• Tiene como objetivo establecer un catálogo más detallado de la variación genética humana que
incluya variaciones estructurales como las INDEL, las CNV, los trasposones, etc, mediante la
secuenciación de genomas de al menos un millar de participantes de diferentes grupos étnicos
y geográficos.

8. Variaciones estructurales
• INDEL: Polimorfismos por inserciones y deleciones aleatorias de pequeñas piezas de ADN (1-
1000 pb).
• Un estudio de la variación genética en el cromosoma humano 22 sugirió que las
INDEL representan 18% de las variaciones en ese cromosoma. Con base en esta estimación,
es probable que las INDEL representen entre 16 y 25% de la variación genética humana y se
espera un catálogo de entre 1,6 a 2,5 millones de polimorfismos INDEL que están siendo
depositados acumulativamente en la base de datos dbSNP
• Se han identificado cinco clases principales de INDEL, incluyendo inserciones y deleciones de
una sola base, expansiones de pares de bases, expansiones de múltiples bases (3 a 15 pb),
inserciones de trasposones e INDEL que contienen secuencias aleatorias de DNA.

9. Variación a gran escala en el genoma
humano
• Se analizaron los genomas de individuos sanos no emparentados, revelaron una inesperada
variabilidad en el número de copias individuales para un mismo locus entre diferentes sujetos;
aunque no había cambios importantes en la secuencia de estas regiones el número de copias
sí era variable.
• Lo anterior implicó que además de los cambios de bases en las secuencias, la variabilidad
genética también involucraba la variación en el número de copias de un segmento génico en
un locus determinado, sin afectar aparentemente el
fenotipo normal de los sujetos estudiados.
• A estas variaciones se les denominó “variaciones en número de copias” y se identificaron un
total de 1 447 CNV en las primeras descripciones.

10. Formación de las CNV
• Las CNV se originan por mecanismos de recombinación y de reparación de rupturas en la doble
cadena del DNA o por defectos durante la replicación del DNA
• En el caso de la recombinación, se ha identificado la participación de repeticiones de pocas
copias (LCR, en inglés), también llamados segmentos duplicados.

11. • Recombinación homóloga no alélica: dos regiones cromosómicas que presentan dos
segmentos flanqueados por LCR se alineen de forma errónea y participen en un proceso de
recombinación homóloga desigual, precisamente facilitada por el apareamiento de estas
estructuras altamente homólogas

12. • Las CNV que se forman por la reparación de rupturas en la doble cadena del DNA ocurren con
menor frecuencia. Estas se encuentran flanqueadas por sitios de homología muy limitada que
van de 2 a 15 pb.
• Estas CNV se formen durante la reparación de dos hebras rotas de DNA de doble cadena (DSB,
en inglés). Esta reparación no involucra sitios homólogos para recombinación y puede realizarse
de dos maneras:
• Unión de terminaciones no homólogas (NHEJ, en inglés) que requiere poca o ninguna
homología para que las hebras rotas se unan y reparen. (Perdida ganancia de 1-4 pb).
• Unión de terminaciones mediada por micro homología utiliza secuencias homólogas cortas
de 5 a 25 pb para alinear las DSB rotas.

13. Abordaje genómico de las enfermedades
complejas e impactos en la práctica médica
• La variabilidad genética es responsable en gran medida de las diferencias de fenotipos comunes
entre los seres humanos, como talla, color de piel, tipo de cabello, entre otros.
• Esta variabilidad también juega un papel importante en la susceptibilidad y el riesgo de los
individuos a sufrir enfermedades complejas que tienen alto impacto en la
salud pública.
• Enfermedad compleja = Enfermedad multifactorial
• Enfermedades cardiovasculares, DM, Cáncer

14. Susceptibilidad genética en las
enfermedades complejas
• La susceptibilidad genética para una afección es la consecuencia de la contribución de varios
genes (cada uno con efectos pequeños o moderados) que
interactúan entre sí mismos y con el ambiente para definir la distribución del fenotipo
patológico en una población.
• Antes de continuar con los diversos análisis en una enfermedad detectada, es importante
descartar cualquier factor de exposición ambiental común que explique una posible agregación.

15. • Antes de continuar con los siguientes análisis, es importante descartar cualquier factor de
exposición ambiental común que explique una posible agregación. El siguiente paso consiste en
definir la heredabilidad (H2) de la enfermedad o de los factores de riesgo. La heredabilidad se
define como la proporción de varianza del riesgo de una enfermedad en una comunidad que es
atribuible a variaciones genéticas no medidas, que son inferidas por un patrón de agregación
familiar.

16. • Análisis de ligamiento: para definir el locus de una enfermedad y han demostrado su utilidad
en algunos casos de agregación familiar, como ocurrió con la descripción del locus BRCA1 en
cáncer de mama.
• El análisis de ligamiento se basa en determinar si un fenotipo (locus A) y un marcador
conocido (locus B) están lo suficientemente relacionados.

17. • Estudios de asociación basados en población: Estos estudios tienen el objetivo de probar si la
frecuencia de un marcador genético (un alelo, un genotipo o un haplotipo) es diferente entre
grupo de casos con una enfermedad compleja y controles que aparentemente no sufren la
enfermedad.
• El método estadístico más utilizado para definir la asociación entre una enfermedad y un
marcador genético es la prueba de independencia de Χ2. En estos estudios
se asume de antemano la hipótesis nula, la cual sugiere que no hay asociación entre la
enfermedad (con locus desconocido) y el marcador genético (de localización
cromosómica conocida).

18. MAPEO POR
MEZCLA
GENÉTICA

19. Es un método para identificar loci
asociados a rasgos hereditarios
multifactoriales, incluyendo a las
enfermedades complejas, utilizando
casos y controles de una población
de reciente mezcla genética.

20. • Funciona mejor en poblaciones mezcladas
descendientes de poblaciones ancestrales
que estuvieron aisladas durante decenas
de miles de años; por lo tanto, las
poblaciones mestizas mexicanas
(descendientes de españoles y aborígenes
americanos) ofrecen una oportunidad
única para desarrollar este tipo de
estudios.

21. • El método intenta correlacionar el grado de ancestría
cercano a un locus genético posiblemente involucrado
con un fenotipo o una enfermedad compleja en estudio.

22. • Esta asunción resulta de considerar que una variante causal
de una enfermedad o fenotipo puede ocurrir más
frecuentemente en un segmento cromosómico heredado
de una de las dos poblaciones ancestrales.

23. • Para esto se requiere identificar variantes con frecuencias
alélicas que difieran en frecuencia de manera notoria
entre las dos poblaciones originales.
• A estos marcadores se les denomina marcadores de
ancestría (AIM, en inglés).

24. SECUENCIACIÓN
GENÓMICA DE
NUEVA
GENERACIÓN
(NGS)
• Las tecnologías de NGS se basan en la
secuenciación masiva en paralelo de millones
de fragmentos de DNA a través de ciclos
enzimáticos y la adquisición masiva de datos a
través de imágenes .

25. • Estas tecnologías se han utilizado para una gran variedad de
aplicaciones que van desde:
 la secuenciación de novo
 la resecuenciación
 los análisis del transcriptoma (secuenciación masiva de cDNA)
 análisis de exoma (secuenciación de exones)
 secuenciación dirigida a un gen blanco (gene targeting, en inglés)
 secuenciación del metiloma (regiones de metilación)
 y análisis masivo de inmunoprecipitación de cromatina.

26. • En un inicio, estas tecnologías fueron
aplicadas sólo en proyectos de
investigación financiados por grandes
consorcios institucionales; sin embargo,
las tecnologías han se han hecho
accesibles en costo y operación para
grupos pequeños y se han hecho lo
suficientemente robustas para ser
consideradas en aplicaciones clínicas más
individualizadas.

27. • Desde el 2010 comenzaron a publicarse reportes de la
aplicación de NGS para definir diagnósticos de pacientes con
el objetivo de:
 guiar el tratamiento, particularmente en leucemias y cáncer
de colon
 para definir mutaciones en enfermedades con
heterogeneidad genética como la enfermedad de Charcot-
Marie-Tooth
 y para definir el estado de portador en padres de pacientes
con fibrosis quística y la enfermedad de Tay Sachs.

28. • Ejemplo: En el análisis de un tumor sólido, como
el cáncer de colon: en estos casos se hacen
secuenciaciones paralelas entre los genomas del
tumor y de los leucocitos del paciente para
identificar mutaciones tisulares que estén
involucrados en la neoplasia y definir su utilidad
para definir un tratamiento particular.

29. MEDICINA
TRADUCCIONAL
• Si se conjuntan las intervenciones médicas en general,con las
que un médico genetista: siguientes intervenciones.
• Predicción del riesgo individual y familiar.
• Prevención de la enfermedad.
• Diagnóstico.
• Definición del pronóstico o de la evolución de una enfermedad
diagnosticada.
• Tratamiento.
• Seguimiento de la evolución de la enfermedad.
• Rehabilitación.

30. • este concepto implica la aplicación de los productos resultantes de los datos de laboratorio que tienen un potencial uso
clínico en la atención del paciente, y en respuesta, hacer una evaluación metódica de los resultados de la aplicación de
estos productos nuevos en investigación clínica (como se pústula comúnmente, “del laboratorio de investigación a la
cabecera del paciente y de esta cabecera al laboratorio).

31. Importante definir los términos “medicina
genómica” y “medicina personalizada
La medicina genómica se podría
conceptualizar como el uso de la
información de los genomas para guiar
procesos de decisión médica.
La medicina personalizada es más
difícil de definir, pues no hay un
consenso general sobre su definición y
en cambio han surgido varios términos
alternativos como “medicina
genetizada”, “terapia individualizada”,
entre otras y no es muy preciso el límite
entre este concepto.

32. LA MEDICINA
PERSONALIZADA
• Tipo de medicina que usa la información de los genes,
las proteínas y el ambiente de una persona para
prevenir, diagnosticar y tratar una enfermedad. ...
También se llama medicina personalizada.

33. • los recursos de la medicina
genómica pueden ser
biomarcadores de enfermedad,
nuevos blancos moleculares de
interés terapéutico y
medicamentos nuevos
diseñados molecularmente,
entre otros.

34. BIOMARCADORES:
útiles para la predicción de riesgo
• la prevención de enfermedades
• la clasificación de una
enfermedad
• la definición de un pronóstico
• y para guiar los procedimientos
terapéuticos y nuevas tecnologías
de uso clínico.

35. NUEVAS
TERAPIAS
• ejemplo de estos es el Herceptin®,
(trastuzumab) un anticuerpo
monoclonal quimérico que contiene un
dominio variable de procedencia
combinada murina y humana dirigido
contra el receptor oncogénico
Her2/neu y un dominio constante de
secuencia humana

36. Aunque esta proteína no es un
antígeno tumor-específico, se
encuentra anormalmente
sobreexpresado (entre 10 a 100 veces)
en alrededor de 30% de casos de
cáncer de mama.
Aunque este es un marcador de
progresión tumoral y pronóstico pobre,
el fenómeno de sobreexpresión genera
una “selectividad” antitumoral.

37. • El anticuerpo, que por lo general se
usa en combinación con otras
quimioterapias, ha demostrado un
impacto notorio en enlentecer el
progreso de la enfermedad y mejorar
la supervivencia a un año.
• Si la paciente tiene un tumor en
estadio temprano sobreexpresando
Her2/neu y es sometida a cirugía más
quimioterapia, se observa que a los 4
años, la coadministración de
Herceptin® reduce le remisión tumoral
en cerca de la mitad de los casos que
sólo reciben quimioterapia

38. La terapia de
reemplazo tiene
el objetivo de
suplementar la
enzima
deficiente
mediante por lo
menos cinco
mecanismos
la terapia génica
el trasplante de células madre
la reducción del sustrato
el reemplazo enzimático
la utilización de chaperonas

39. Terapia Génica
• se puede definir como la introducción
de DNA exógeno dentro del núcleo de
la célula con el objeto de modificar la
expresión génica, para corregir la
función de un gen mutado obstruir la
expresión de un gen o para inducir la
expresión de proteínas foráneas con
propiedades terapéuticas.

40. La terapia génica
se puede
administrar por
dos rutas
generales
In vivo, es decir mediante la
administración directa del vector en el
tejido blanco, en una cavidad o en la
circulación
ex vivo, en la cual se obtienen células del
paciente que posteriormente son
modificadas y seleccionadas en cultivo y
luego son reintroducidas al paciente.

41. Bibliografía
• Del Castillo V, Uranga R, Zafra G. Recursos terapéuticos y medicina genomica. En: del Castillo
RV, editores. Genética Clínica. México: Manual Moderno; 2012. p. 381-399.

42. BIBLIOGRAFIA
• http://Genetica_clinica_-_Victoria_del_Castillo//.pdf
• http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0028-37462015000400001
• https://www.revistaciencias.unam.mx/pt/94-revistas/revista-ciencias-58/834-el-proyecto-del-genoma-humano.html
• https://www.medigraphic.com/pdfs/actmed/am-2006/am062i.pdf