¿Qué podemos aprender comparando nuestros genes con los de un calamar gigante, una rana o un topo ciego? Resulta que mucho. Especialmente si agrega otras 1.600 especies cuyos genomas completos se han decodificado en los últimos años.
Esta es la especialidad del Dr. Yuval Tabach en la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea: desarmar los genes de miles de animales, compararlos entre sí y extraer conclusiones importantes sobre lo que hacen los genes humanos, cómo influyen en el cáncer y otras enfermedades. y cómo pueden ser atacados por las drogas.
Gracias a los desarrollos exponenciales en genómica, el Dr. Tabach ahora tiene acceso a los genomas de más de 1.600 especies. Esto es Big Data: la capacidad de comparar millones de genes, que representan cientos de millones de años de evolución (a modo de comparación, el primer artículo del Dr. Tabach, publicado en 2013, se basó en 87 especies, y en 2019 tuvo acceso a 600 especies).
Extraer cantidades tan grandes de datos para beneficiar a los seres humanos no es nada sencillo. El laboratorio del Dr. Tabach desarrolla algoritmos de inteligencia artificial que pueden buscar y comparar estos genomas en busca de patrones evolutivos, identificando distintas redes de genes que ejecutan una función particular.
Genes en evolución conjunta: un indicador de confianza mutua (y significado)
¿Cómo se hace esto? Un principio rector es que si dos genes coevolucionan estrechamente juntos en muchas especies, es probable que desempeñen un papel similar e incluso trabajen juntos. La coevolución significa que estos genes siempre se encuentran juntos dentro de una especie dada, y ambos están ausentes en otras especies. En otras palabras, si dos genes han evolucionado juntos y han cambiado a un ritmo similar entre especies, pueden depender el uno del otro para ejecutar sus tareas.
Por ejemplo, los algoritmos del Dr. Tabach pueden identificar los genes que permiten a la mayoría de los animales (pero no a los humanos) biosintetizar la vitamina C o los genes involucrados en la vista. Sus herramientas computacionales pueden resaltar redes genéticas completas, incluidos genes que no se pensaba que desempeñaran un papel en una función determinada.
Usando sus poderosos métodos, el Dr. Tabach descubrió recientemente nuevas funciones de genes involucrados en el cáncer de mama humano. Al rastrear la coevolución de genes asociados con la reparación del ADN (genes que mantienen la integridad de nuestro genoma), descubrió nuevos genes involucrados en esta importante función. Cuando estos genes de “reparación” mutan en el cáncer, esto contribuye a la enfermedad.
Superpoderes de la naturaleza
Otra pasión del Dr. Tabach es estudiar los “superpoderes” de la naturaleza: los valores atípicos en el reino animal. En particular, está interesado en animales que no desarrollan cáncer y cuyo envejecimiento es lento, incluidos elefantes, ballenas y ratas topo desnudas. A menudo, estos son animales más grandes, con significativamente más células que los humanos y, por lo tanto, tienen un mayor potencial de sufrir mutaciones. Y, sin embargo, estos animales tienen sustancialmente menos cáncer que otras criaturas, incluidos los humanos.
“Mi equipo ha identificado 101 genes de este tipo que pueden desempeñar un papel en la resistencia de estas especies al cáncer. Las pruebas de laboratorio han demostrado que uno de estos genes era capaz de reducir el potencial de cáncer en un 10-20% en las células humanas, mediante la mejora del mecanismo de reparar el ADN dañado. Es fácil imaginar el enorme y emocionante potencial de los otros 100 genes, que pueden traducirse en docenas de nuevos mecanismos contra el cáncer”.
¿Cultivaremos colmillos?
Si comenzamos a reemplazar nuestros genes con ADN de elefante, ¿nos convertiremos en elefantes? No. Las firmas genéticas y los genes identificados por el Dr. Tabach están asociados con la resistencia al cáncer y pueden aumentar la esperanza de vida en todas las especies. Habiendo sobrevivido a millones de años de evolución, estos mecanismos universales contra el cáncer pueden desempeñar un papel extremadamente valioso sin ser muy específicos de un organismo u otro.
¿Qué sigue?
Las herramientas computacionales son predictivas: pueden escanear y procesar grandes cantidades de datos e identificar patrones. Sin embargo, los hallazgos y las predicciones deben probarse mediante trabajo de laboratorio, primero con células y tejidos humanos, luego con animales vivos. Uno de los objetivos del Dr. Tabach es diseñar genéticamente un ratón resistente al cáncer y potencialmente longevo. Otra dirección que está siguiendo activamente es el desarrollo de medicamentos que imitan o reemplazan a los genes. Estos pueden servir como medidas preventivas o curativas.
El trabajo del Dr. Tabach es amplio y específico, y ofrece la esperanza de un futuro más saludable para las personas en todo el mundo.
“Es realmente emocionante para nosotros mirar hacia atrás a través de cientos de millones de años de evolución genética y extraer información que puede afectar la salud humana en el presente”.
