Investigadores financiados por los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos han completado un atlas detallado documentando los tramos de ADN humano que influyen en la expresión génica, una forma clave en la que el genoma de una persona da lugar a un rasgo observable, como el color del cabello o el riesgo de enfermedad. Este atlas es un recurso crítico para la comunidad científica interesada en cómo la variación genómica individual conduce a diferencias biológicas, como estados sanos y enfermos, a través de tejidos humanos y tipos de células.

El atlas es la culminación del trabajo del consorcio 'Genotype-Tissue Expression' (GTEx), establecido para catalogar cómo la variación genómica influye en cómo se apagan y se encienden los genes. "GTEx fue único porque sus investigadores exploraron cómo la variación genómica afecta a la expresión de genes en tejidos individuales, a través de muchos individuos, e incluso dentro de un individuo", apunta Simona Volpi, directora del programa de GTEx en el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI, por sus siglas en inglés), que supervisó varias partes del proyecto.

Según Volpi, no había previamente ningún recurso en la escala usada por GTEx que permitiera a los investigadores estudiar cómo la expresión génica en el hígado podría ser diferente que, por ejemplo, en el pulmón o el corazón, y cómo esas diferencias se relacionan con la variación genómica heredada en un individuo. Los investigadores involucrados en el consorcio GTEx recopilaron datos de más de 53 diferentes tipos de tejidos (incluyendo cerebro, hígado y pulmón) de autopsia, donación de órganos y programas de trasplante de tejido, procedentes de aproximadamente 960 donantes en total. "GTEx dependió enteramente de las familias que eligen donar bio-muestras para la investigación después de la muerte de un ser querido", explica Susan Koester, subdirectora de la División de Neurociencias y Ciencias Básicas del Comportamiento y directora del programa GTEx en el Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH, por sus siglas en inglés). "Los investigadores de GTEx están profundamente agradecidos por este inestimable regalo", subraya.

Creación de biobanco

El proyecto continúa almacenando un biobanco de muestras de tejido recolectadas, así como el ADN y el ARN extraídos para futuros estudios por investigadores independientes. Los datos a nivel de resumen están a disposición del público a través del Portal GTEx, y la versión más reciente de los datos en bruto ha sido presentada a la base de datos de genotipos y fenotipos (dbGaP), un archivo de resultados de estudios que evalúan las contribuciones genómicas a fenotipos (características físicas o estados de enfermedad).

GTEx --finanzado por el Fondo Común del NIH y administrado por NHGRI, NIMH y el Instituto Nacional del Cáncer (NCI, por sus siglas en inglés), todos ellos parte de NIH, se creó en 2010 y se concluyó el pasado verano. Como un ejemplo de cómo el atlas puede utilizarse, un nuevo estudio publicado en la edición digital de la revista 'Nature', describe los resultados de la expresión de locus de caracteres cuantitativos (eQTL, por sus siglas inglés) mapeados en 44 tejidos humanos diferentes de 449 personas. Un eQTL es una pequeña sección del genoma que contribuye a las diferencias en la expresión génica entre genes y entre individuos. Típicamente, se identifican eQTLs mediante la secuenciación de los genomas de individuos genéticamente diferentes para determinar la variación en el genoma entre los individuos, seguido por la determinación de cuánto se está expresando cada gen. Por último, se identifican los eQTLs gracias al establecimiento de las variantes específicas que se asocian con las diferencias en los niveles de expresión génica.

Los autores del estudio utilizaron datos GTEx para catalogar por primera vez todos los eQTL conocidos en el genoma humano. Como en el estudio de 'Nature', los datos de GTEx ayudarán a los investigadores a entender los mecanismos de cómo los genes se expresan en una variedad de tejidos, lo que en última instancia aportará mejor información a nuestro conocimiento de cómo los genes están mal regulados en el contexto de la enfermedad. Los datos de GTEx también se pueden utilizar para comprender mejor las variaciones en la expresión génica que subyacen a las diferencias entre los individuos sanos.

Aunque el proyecto de GTEx ha terminado oficialmente, ya están en marcha planes para el trabajo futuro. Un esfuerzo conocido como el proyecto GTEx (eGTEx), que comenzó en 2013, amplía los esfuerzos de GTEx combinando estudios de expresión génica con medidas adicionales, como la expresión de proteínas. Este trabajo se está llevando a cabo en los mismos tejidos que en el proyecto GTEx, proporcionando un recurso más rico que integra la complejidad de cómo nuestros genomas funcionan de manera biológicamente significativa.