miniaturadeimagen|314x314px|Gráfico de discriminación alélica. Agrupamiento de individuos de acuerdo a su genotipo, el rojo y el azul corresponde a los individuos homocigotos y el verde a los heterocigotos. La medicina genómica es una disciplina médica que hace uso de la información contenida en el ácido desoxirribonucleico como parte de la atención clínica. También llamada medicina personalizada, de precisión, estratificada o P4, implica el uso de procedimientos médicos y herramientas bioinformáticas que permiten separar a los pacientes en grupos para prácticas, intervenciones o productos que se basan en su respuesta predictiva o riesgo de enfermedad.
Mientras que la adaptación del tratamiento a los pacientes se remonta a la época de Hipócrates, el uso del término se ha incrementado en los últimos años, dado el crecimiento de nuevos métodos diagnósticos e informáticos que proporcionan comprensión de las bases moleculares de la enfermedad, en particular desde el enfoque de la genómica. Esto facilita una clara evidencia sobre la base de un grupo estratificado relacionado con pacientes.
Mientras que la medicina se enfoca principalmente en la prevención, la medicina genómica se basa en la predicción de enfermedades. Su principal objetivo es pronosticar la susceptibilidad a distintas patologías a partir del análisis del genoma humano como un sistema biológico completo.
Desarrollo del concepto En la medicina personalizada, la prueba de diagnóstico es empleada a menudo para la selección de terapias apropiadas y óptimas, dependiendo del contexto del contenido genético del paciente u otros análisis moleculares o celulares. El uso de la información genética ha jugado un importante papel en aspectos de la medicina personalizada, un ejemplo es la farmacogenómica, este término fue utilizado por primera vez en el contexto de la genética y abarca las medidas de personalización de fármacos.
Genómica y su aplicación en medicina La complejidad del estudio del origen, desarrollo y progresión de las enfermedades en el genoma humano es considerable. Lo que ha permitido la aparición de nuevas disciplinas científicas, como la genómica. Se distingue por su capacidad para mapear, secuenciar y analizar las funciones de diversas regiones que componen el genoma bajo condiciones específicas, así como los mecanismos que regulan su actividad. Además, considera factores inevitables como el ambiente y el estado de salud del individuo.
Previo al desarrollo de la genómica, la investigación genética se centraba en observar de manera individual a los genes. Este enfoque analizaba la ubicación cromosómica del gen, su función y su relación con enfermedades específicas. En contraste, la genómica permite un análisis completo del genoma, observando los cambios que ocurren en distintos niveles moleculares. De manera general, esta ciencia busca explicar el origen de las características observables de un organismo (fenotipo) a partir de las variaciones existentes, como en el ARN mensajero, las proteínas y los metabolitos. Estos avances han permitido que esta disciplina se integre a las ciencias biomédicas y contribuya al desarrollo de diagnósticos médicos más precisos.
Antecedentes básicos Si bien, compartimos más del 99% de similitud del genoma entre humanos, cada persona tiene una variación única. A pesar de que la mayoría de las variaciones entre dos individuos no tiene ningún efecto sobre el fenotipo por sí solas, la salud de un individuo se deriva de la variación genética en interacción con los estímulos del medio ambiente. Determinar la secuencia de ADN de una parte del genoma de una persona y analizar su significado biológico permite diagnosticar las enfermedades genéticas Genomic Medicine - An Updated Primer (The New England Journal of Medicine)o inferir susceptibilidad a enfermedades multifactoriales.
Una manera de manifestación de la variación biológica es la capacidad de respuesta de las drogas: por ejemplo, la medicina para el TDAH solo funciona para uno de cada diez niños en edad preescolar, los fármacos contra el cáncer son efectivos para un 25% de los pacientes, y los medicamentos para la depresión actúan en 6 de 10 pacientes.
Los avances modernos en la medicina personalizada confirma los fundamentos biológicos, ADN, ARN, o proteína, de los pacientes, lo que conduce finalmente a la confirmación de la enfermedad. Gracias al desarrollo que se ha producido en las técnicas de secuenciación de ADN durante los últimos años, la obtención de secuencias de ADN ha dejado de ser una técnica destinada exclusivamente a la investigación científica y se ha comenzado a aplicar para revelar mutaciones en el ADN que influyen en enfermedades, desde fibrosis quística hasta cáncer. Esta técnica de secuenciación de ADN, hace años era una técnica no muy utilizada, por cuestiones de tiempo y economía. Pero, en 2005, se realizó el primer estudio de asociación del genoma completo dónde se estudió a pacientes con degeneración macular asociada a la edad (en inglés, age-related macular degeneration o ARMD). Posteriormente, en 2008, con el Proyecto de los 1000 genomas se identificaron mutaciones genéticas que influían en la resistencia o susceptibilidad a distintas enfermedades, convirtiéndose en biomarcadores de predicción y diagnóstico. Lo anterior se debió a las tecnologías de secuenciación masiva, las cuáles se caracterizan por detectar simultáneamente miles de mutaciones que, en ocasiones, se asocian a la evolución de una misma enfermedad.
Se han encontraron dos mutaciones diferentes, cada una contenía una variación en solo un nucleótido llamado polimorfismo de nucleótido único (en inglés, single nucleotide polymorphisms, o SNPs), las cuales eran asociadas a la degeneración macular relacionada con la edad. Otro estudio es el GWAS que también ha tenido mucho éxito en la identificación de variaciones genéticas comunes asociadas con enfermedades. A principios del 2014, más de 1300 estudios GWAS se han completado.
Otro método, llamado ARN-ss, muestra qué las moléculas de ARN están involucradas con enfermedades específicas. A diferencia del ADN, los niveles de ARN pueden cambiar en respuesta del medio ambiente, por lo tanto, proporciona una comprensión amplia del estado de salud de una persona. Estudios recientes relacionan las diferencias genéticas entre individuos a niveles de expresión del ARN, la traducción, y los grados de proteína.
El concepto de la atención sanitaria personalizada está recibiendo cada vez más aceptaciones con la Administración de Veteranos.Snyderman, R. Personalized Health Care from Theory to Practice, Biotechnology J. 2012, 7
Evaluación del riesgo de la enfermedad Múltiples genes influyen colectivamente en la probabilidad de desarrollar enfermedades comunes y complejas. La medicina personalizada puede ser utilizada para predecir el riesgo de una persona para una enfermedad en particular, sobre la base de uno o más genes. Este enfoque utiliza la misma tecnología de secuenciación para centrarse en la evolución del riesgo de enfermedad, lo que permite al médico iniciar el tratamiento preventivo antes de que la enfermedad se presente en el paciente. Por ejemplo, si se encuentra en individuo que una mutación de ADN aumenta el riesgo de desarrollar Diabetes Tipo 2, con esto una persona puede mejorar su estilo de vida para disminuir las probabilidades de desarrollar la Diabetes Tipo 2 en un futuro.
Aplicaciones Los avances en la medicina personalizada crean un enfoque de tratamiento específica para el individuo y su genoma. La medicina personalizada proporciona mejores diagnósticos con una intervención más temprana, el desarrollo de fármacos y terapias más eficaces reduciendo el impacto para retrasar las apariciones de ciertas enfermedades.
Diagnóstico e intervención La genotipificación es el proceso de obtención de la secuencia de ADN de un individuo mediante el uso de ensayos biológicos. Al comparar un genoma de referencia llamado Proyecto del Genoma Humano, puede señalar posibles enfermedades. Una serie de empresas privadas, como 23andMe, Navigenics, e Illumina, crearon el genoma del consumidor accesible al público. El uso de test genéticos con carácter preventivo cada vez es más extenso por la existencia de empresas como 23andMe, ADNTRO, 24Genetics y MyHeritage, las cuales venden test geneticós DTC. Tener esta información de las personas es elemental para tratamientos efectivos. La composición genética de un individuo también juega un papel importante en qué tan bien responden a un determinado tratamiento, y por lo tanto, conocer su contenido genético puede cambiar el tipo de tratamiento que reciben.
Un aspecto de esto es la farmacogenómica, que utiliza el genoma de un individuo para proporcionar una prescripción de fármacos más informada y personalizada. La descripción detallada de la información genética del individuo ayudará a prevenir eventos adversos, permitir dosis apropiadas, y crear la máxima eficacia con la prescripción de medicamentos. El proceso de farmacogenómica para el descubrimiento de variantes genéticas que predicen eventos adversos a un medicamento específico, se ha denominado toxgnostics.Church D, Kerr R, Domingo E, Rosmarin D, Palles C, Maskell K, Tomlinson I, Kerr D (2014). "'Toxgnostics': an unmet need in cancer medicine". Nat Rev Cancer (6):440-5
Actualmente muchas mujeres son genotipadas para ciertas mutaciones en el gen BRCA1 y BRCA2, para determinar su predisposición de cáncer de mama o cáncer de ovario. Las medidas que se pueden tomar son para prevenir que una enfermedad se desarrolle y que se reduzca las mutaciones dentro de un genoma, teniendo los detalles de su ADN se puede tener el contenido genético de una persona que permitirá decisiones guiadas mejoradas en la determinación de la fuente de la enfermedad y por lo tanto su tratamiento o la prevención de su progresión. Esto será muy útil para enfermedades como el Alzheimer o el cáncer que se cree que estar relacionado con ciertas mutaciones en nuestro ADN.
Una herramienta que se utiliza ahora para probar la eficacia y la seguridad de un medicamento específico en un subgrupo es la diagnosis de compañía. Esta tecnología es un ensayo que se desarrolla durante o después de que un medicamento esté disponible en el mercado y es útil para la mejora del tratamiento terapéutico disponible basado en el individuo. Estas diagnosis de compañía han incorporado la información farmacogenómica relacionada con la droga en su etiqueta del medicamento en un esfuerzo para ayudar a tomar la decisión de cuál es el tratamiento óptimo para el paciente.
El desarrollo de fármacos y su uso Tener información sobre el genoma de un individuo es significativo en el proceso de desarrollo de fármacos. Ser capaz de identificar a los pacientes beneficia al ensayo clínico, que aumenta la seguridad a partir de los resultados adversos. Además, los medicamentos que se consideran ineficaces para la población en su totalidad, pueden ser aprobados por la FDA mediante el uso de los genomas personales para calificar la eficacia y la necesidad del medicamento específico o terapia, aunque solo puede ser necesaria por un pequeño porcentaje de la población.