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Dentro de la última producción del pionero de la genómica Craig Venter
En Human Longevity Inc. (HLI) en La Jolla, California, más de dos docenas de máquinas trabajan día y noche, secuenciando un genoma humano cada 15 minutos a un costo de menos de $2,000 por genoma. Toda la operación cabe cómodamente en tres habitaciones. En el año 2000, cuando su fundador, J. Craig Venter, secuenció por primera vez un genoma humano (el suyo propio), costó 100 millones de dólares y necesitó nueve meses para completar una computadora del tamaño de un edificio, de 50 millones de dólares.
El objetivo de Venter es secuenciar al menos un millón de genomas, algo que probablemente tomará la mayor parte de una década, y usar los datos generados a partir de ellos, junto con información sobre algunos de los historiales de salud de los donantes de ADN y los resultados de otros estudios médicos. Pruebas: para encontrar mejores formas de tratar y prevenir una variedad de trastornos comunes entre las personas mayores, desde el cáncer hasta las enfermedades cardíacas.
Venter, de 69 años, ha recaudado 300 millones de dólares de inversores que incluyen a GE Ventures, la empresa de biotecnología Celgene e Illumina, que suministra las máquinas de secuenciación. Y HLI tiene asociaciones con el gigante farmacéutico británico AstraZeneca y Genentech, subsidiaria de Roche con sede en el sur de San Francisco, que contribuyen con muestras de pacientes para la secuenciación.
Ilustración de Rebecca Clarke
Sentado detrás de su escritorio en su oficina, dos pisos por encima del laboratorio de secuenciación, con su caniche rojo Darwin durmiendo tranquilamente a sus pies, Venter ha obtenido imágenes en su computadora que muestran cómo, en un experimento inicial, los científicos del HLI pudieron secuenciar los genomas de 1000 personas y luego reconstruir sus rostros únicamente sobre la base de los datos genéticos. Podemos predecir su rostro, su altura, su índice de masa corporal, su color de ojos, el color y la textura de su cabello, dice, maravillándose de cuán cerca uno de los rostros reconstruidos coincide con la foto del participante real del estudio.
Pero Venter dice que la capacidad de hacer rostros a partir de genomas solo sugiere todo el poder de la genética. Ya sea la forma de su cara, una aorta [enferma] o un estrechamiento de su médula espinal, queremos medirlo para poder predecir esas condiciones en el futuro a partir del código genético, dice.
La comprensión de la genómica aún está en pañales, lo que limita la capacidad de establecer vínculos firmes entre los genes y las enfermedades. Incluso los genes que han sido bien caracterizados no siempre conducen a los investigadores a avances médicos. Por ejemplo, Venter descubrió que tiene una variante favorable en un gen llamado CETP (proteína de transferencia de éster de colesterol) que anteriormente se había asociado con niveles de colesterol naturalmente saludables y, por extensión, con un menor riesgo de ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares. A principios de la década de 2000, varias compañías farmacéuticas intentaron desarrollar medicamentos para reducir los niveles de colesterol malo al atacar una variante nociva del gen que conduce a niveles altos de colesterol no saludable. Todos fallaron.
Lo que eso prueba es que las correlaciones simples no siempre funcionan. Todo el campo está aprendiendo que hay complejidad en esto, dice.
$ 300 millones
Capital de riesgo invertido en Human Longevity Inc. de Venteru2019.
Venter acepta la complejidad, argumentando que la combinación de información genómica con otros datos de salud desbloqueará esos vínculos. Según el acuerdo con AstraZeneca, la compañía farmacéutica compartirá 500.000 muestras de ADN anónimas de pacientes en sus ensayos clínicos con HLI, que secuenciará y analizará el ADN de los pacientes. La tecnología nos permite leer cada letra del genoma, pero la capacidad de detectar diferencias de secuencia entre cientos de miles de pacientes tendrá un gran impacto en la comprensión de la enfermedad y la respuesta a los medicamentos, dice Ruth March, quien encabeza la iniciativa de la compañía farmacéutica sobre medicamentos y biomarcadores. HLI tiene la tecnología para detectar patrones en los datos y construir sobre ellos, en lugar de solo mirar genes aleatorios.
Para comprender la importancia para la salud de cada uno de los aproximadamente 20 000 genes del genoma humano, los científicos deben comparar los datos genéticos con otra información sobre las mismas personas: datos que revelen cómo sus genes se ven afectados por los factores ambientales y el comportamiento, registros que muestren cómo han respondido a medicamentos, imágenes de resonancia magnética y otros resultados de pruebas médicas, y más. Solo al descubrir patrones entre esos puntos de datos, cree Venter, HLI obtendrá información que los médicos pueden usar para practicar la medicina de precisión, adaptando las opciones de tratamiento a la composición genética exacta de cada paciente.
Correlacionar petabytes de datos genéticos con condiciones de salud específicas y luego buscar patrones entre los millones de individuos cuyos genomas HLI está recopilando es un enorme desafío informático. Entonces, Venter contrató a Franz Och, el exjefe de traducción automática de Google, mejor conocido por liderar el desarrollo de Google Translate, un software que traduce cualquier sitio web del mundo al inglés tan rápido como cualquier persona multilingüe puede hacerlo.
El desafío, dice Och, es correlacionar las condiciones de salud con los 6.400 millones de letras que componen el código genético. Ese código se puede considerar como un idioma, las imágenes de resonancia magnética como otro idioma, y así sucesivamente.
Por ejemplo, en las personas con Alzheimer, el hipocampo a menudo se encoge años antes de que desarrollen síntomas. El uso del aprendizaje automático para comparar genomas completos con imágenes cerebrales podría descubrir variaciones genéticas relacionadas con el riesgo de Alzheimer. Eso podría generar objetivos para nuevos medicamentos o dispositivos de detección temprana. O, dice Och, podría revelar por qué algunas personas con ciertos factores de riesgo genéticos conocidos no se enferman. Podría haber otros cambios genéticos que sean protectores, dice.
Ya sea la forma de su rostro... o un estrechamiento de su médula espinal, queremos medirlo para poder predecir esas condiciones.
Uno de los principales objetivos de HLI es fabricar vacunas contra el cáncer que se adapten a la composición genética de los pacientes y a la de su cáncer en particular. La idea sería tratar a los pacientes primero, secuenciar sus tumores y sus genomas completos, y luego darles una vacuna que evitaría que su enfermedad regrese, dice Ken Bloom, presidente de HLI y jefe de su iniciativa de oncología. Prepararía el sistema inmunitario y lo prepararía para otro ataque del cáncer, para que no se repita, explica Bloom.
Venter prevé un día en el que todos podamos tener nuestros genomas secuenciados y utilizados para mejorar nuestra atención médica. Lanzó un prototipo de ese modelo en octubre de 2015, llamado Núcleo de Salud. Los pacientes pasan un día en la sede de la empresa en La Jolla, donde se les secuencia el genoma y se les realizan pruebas médicas. Los clientes de Health Nucleus, que pagan $25,000 por el servicio, comienzan su día en una suite privada, decorada con sillas de cuero, discutiendo sus antecedentes familiares con un médico del personal durante 90 minutos y tomándose muestras de sangre. Luego, se someten a una serie de pruebas de imágenes de alta tecnología que generalmente no se prescriben para personas sanas, como resonancias magnéticas de cuerpo completo y ecocardiografía 4-D, que toma imágenes con marca de tiempo que reflejan la forma completa del corazón. tiempo extraordinario. Se van a casa con un dispositivo del tamaño de una tirita en el pecho que mide su ritmo cardíaco durante dos semanas. Todos los clientes obtienen acceso a una aplicación móvil, donde pueden hacer clic en un avatar 3D de ellos mismos para saber cuáles de sus genes se correlacionan con posibles condiciones de salud que podrían afectar su corazón, cerebro y otros órganos vitales. Alrededor de 220 pacientes se han inscrito hasta ahora.
Ese enfoque ha planteado una serie de dilemas éticos y sociales, dice Arthur Caplan, profesor de bioética en el Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, que conoce a Venter desde hace muchos años y una vez trabajó como asesor en una de sus empresas. ¿Quién va a pagar por todas estas pruebas y medicina personalizada? ¿Vale la pena el dinero? Caplan señala que cualquiera que quiera la secuenciación del genoma hoy tiene que pagar de su bolsillo, porque las compañías de seguros rara vez reembolsan a los pacientes por las pruebas genéticas o el asesoramiento. Entonces, al menos por ahora, existe una disparidad económica en el acceso a estos regímenes de salud altamente personalizados. Solo los ricos pueden pagar ahora mismo por la secuenciación del genoma, dice Caplan.
Eso podría ser cierto por ahora, pero Venter ha contratado actuarios para ayudar a probar la economía del enfoque personalizado de HLI, con la esperanza de que las compañías de seguros participen. Incluso si cuesta $ 25,000 por paciente, dice, es mejor que gastar cientos de miles de dólares en quimioterapia y otros tratamientos que, en última instancia, no salvarán vidas. Así que $25,000 frente a cientos de miles de dólares, 40 años de vida frente a dos años de vida, dice. ¿En cuántos de esos casos necesita decir que es más económico prevenir la enfermedad que solo tratarla?