Medicina genómica

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La medicina personalizada es un procedimiento médico que separa a los pacientes en diferentes grupos—apoyándose en decisiones médicas, prácticas, intervenciones y/o productos que están siendo adaptados a cada paciente, basándose en su respuesta predictiva o riesgo de enfermedad. [1] Los términos medicina personalizada, medicina precisa, medicina estratificada y medicina P4 son usadas de igual manera para describir este concepto, [1] [2] aunque algunos autores y organización utilizan estas expresiones de forma separada para indicar matices particulares. [2]

Mientras que la adaptación del tratamiento a los pacientes se remonta a la época de Hipócrates, [3] 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, particularmente de la genómica. Esto facilita una clara evidencia en base a un grupo estratificado relacionado con pacientes. [1] [4] [5]

Desarrollo del concepto[editar]

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. [6] El uso de la información genética ha jugado un importante papel en determinados aspectos de la medicina personalizada (por ejemplo la farmacogenómica), y el término fue utilizada por primera vez en el contexto de la genética, aunque se ha ampliado para abarcar todo tipo de medidas de personalización. [6]

Antecedentes[editar]

Lo esencial[editar]

Cada persona tiene una variación única del genoma humano. [7] A pesar de que la mayoría de las variaciones entre dos individuos no tiene ningún efecto sobre la salud, la salud de un individuo se deriva de la variación genética con los comportamientos y las influencias del medio ambiente. [8] [9]

Una manera en la que la variación biológica se manifiesta 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.[cita requerida]

Los avances modernos en la medicina personalizada confían en la tecnología que confirman los fundamentos biológicos, ADN, ARN, o proteína, de los pacientes, lo que conduce finalmente a la confirmación de la enfermedad. Por ejemplo, gracias al gran 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 comenzado a aplicarse para revelar mutaciones en el ADN que influyen en enfermedades que van desde fibrosis quística hasta cáncer. Por ello, la secuenciación de ADN, que hace años era una técnica extraordinariamente costosa en tiempo y en dinero, se ha convertido en una rutina que se aplica en los laboratorios de diagnóstico genético. Determinar la secuencia de ADN de una parte del genoma de una persona y analizar su significado biológico es, por tanto, una tarea que se puede realizar en pocos días, lo que permite diagnosticar las enfermedades genéticas con relativa facilidad. Hasta hoy en día, la secuenciación de ADN que se aplica en el diagnóstico genético se reduce a la secuenciación de genes individuales, que normalmente están asociados a enfermedades genéticas monogénicas.[10]

Otro método, llamado ARN-ss, puede mostrar qué 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, el ARN de secuenciación puede proporcionar una comprensión amplia del estado de salud de una persona. Estudios recientes han relacionado las diferencias genéticas entre individuos a niveles de expresión del ARN, [11] la traducción, [12] y los grados de proteína. [13]

El concepto de medicina personalizada, puede ser aplicado a nuevos y transformados enfoques para el cuidado de la salud. El cuidado personalizado de la salud está basado en las dinámicas del sistema biológico y utiliza las herramientas de predicción para evaluar los riesgos y diseñar los planes de salud personalizados, para ayudar a los pacientes a mitigar los riesgos, prevenir las enfermedades y tratarla con precisión cuando se produzca. El concepto de la atención sanitaria personalizada está recibiendo cada vez más aceptaciones con la Administración de Veteranos. [14]

Método[editar]

Para que los médicos sepan si una mutación está conectada a una determinada enfermedad, los investigadores a menudo realizan un estudio llamado, “estudio de asociación del genoma completo” (en ingles, genome-wide association study or GWAS). En un estudio de asociación del genoma completo se verá una enfermedad, y luego se secuenciará el genoma de muchos pacientes con esa enfermedad en particular para buscar mutaciones comunes en el genoma. Las mutaciones que se determine que está relacionado con una enfermedad por el estudio de asociación del genoma completo, se puede utilizar para diagnosticar la enfermedad en pacientes futuros, mirando su secuencia genómica para encontrar esa misma mutación. El primer estudio de asociación del genoma completo, realizado en el 2005, estudió pacientes con degeneración macular asociada a la edad (en ingles, age-related macular degeneration or ARMD). [15] Se en encontraron dos mutaciones diferentes, cada una contenía una variación en solo un nucleótido (llamado polimorfismo de nucleótido único (en ingles, single nucleotide polymorphisms, or SNPs)), las cuales eran asociadas a la degeneración macular relacionada a la edad. Los estudios GWAS como este han tenido mucho éxito en la identificación de variaciones genéticas comunes asociadas con enfermedades. A principios del 2014, más de 1,300 estudios GWAS se han completado. [16]

Las técnicas utilizadas para la secuenciación de ADN han experimentado un extraordinario desarrollo durante las dos últimas décadas. Lo mismo ha ocurrido con las herramientas informáticas que se emplean para el análisis e interpretación de dichas secuencias. El empleo de dichas herramientas informáticas para la interpretación del genoma se conoce como Bioinformática y también como Biología Computacional. Todo ello nos ha conducido al desarrollo de un gran número de aplicaciones médicas del análisis de ADN. Entre estas aplicaciones, destaca el diagnóstico molecular de las enfermedades genéticas, una herramienta de laboratorio que se está introduciendo rápidamente el la práctica de la Medicina.

Evaluación del riesgo de la enfermedad[editar]

Múltiples genes influyen colectivamente en la probabilidad de desarrollar muchas enfermedades comunes y complejas. [8] 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, esta persona puede comenzar a realizar cambios en su estilo de vida para disminuir las probabilidades de desarrollar la Diabetes Tipo 2 en un futuro.

Aplicaciones[editar]

Los avances en la medicina personalizada crearán un enfoque de tratamiento más unificada específico para el individuo y su genoma. La medicina personalizada puede proporcionar mejores diagnósticos con una intervención más temprana; y el desarrollo de fármacos y terapias más eficaces. [17]

Diagnóstico e Intervención[editar]

Tener la capacidad de mirar a un paciente de forma individual permitirá un diagnóstico más preciso y un plan de tratamiento específico. La genotipificación es el proceso de obtención de la secuencia de ADN de un individuo mediante el uso de ensayos biológicos. [18] Al tener una relación detallada de la secuencia de ADN de un individuo, su genoma se puede comparar con un genoma de referencia, como la del Proyecto del Genoma Humano, para evaluar las variaciones genéticas existentes que pueden señalar algunas posibles enfermedades. Una serie de empresas privadas, como 23andMe, Navigenics, e Illumina, han creado la secuenciación del genoma del consumidor accesible al público. [7] Tener esta información de las personas puede ser aplicado 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. [19] A menudo, los medicamentos se recetan con la idea de que va a trabajar relativamente de la misma manera para todo el mundo, pero en la aplicación de fármacos, hay una serie de factores que deben ser considerados. 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. [7] El proceso de farmacogenómica para el descubrimiento de variantes genéticas que predicen eventos adversos a un medicamento específico, se ha denominado toxgnostics. [20]

Además de un tratamiento específico, la medicina personalizada puede ayudar en gran medida los avances de los cuidados preventivos. Por ejemplo, muchas mujeres ya están siendo genotipadas para ciertas mutaciones en el gen BRCA1 y BRCA2, si están predispuestos a causa de una historia familiar de cáncer de mama o cáncer de ovario. [21] A medida que más causas de las enfermedades se asignan de acuerdo a las mutaciones que existen dentro de un genoma, más fácil se pueden identificar en un individuo. Las medidas que se pueden tomar son para prevenir que una enfermedad se desarrolle. Incluso si no se encontraron mutaciones dentro de un genoma, teniendo los detalles de su ADN se puede reducir el impacto o retrasar la aparición de ciertas enfermedades. [17] Tener el contenido genético de una persona 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 Alzhéimer o el cáncer que se cree que estar relacionado con ciertas mutaciones en nuestro ADN. [17]

Una herramienta que se utiliza ahora para probar la eficacia y la seguridad de un medicamento específico para un paciente, un grupo o un sub-grupo 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. [22] 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 más óptimo para el paciente. [22]

El desarrollo de fármacos y su uso[editar]

Tener información sobre el genoma de un individuo puede ser significativo en el proceso de desarrollo de fármacos mientras esperan la aprobación de la FDA para el uso público. Tener una relación detallada de composición genética de un individuo puede ser un activo importante para decidir si un paciente puede ser elegido para la inclusión o exclusión en las etapas finales de un ensayo clínico. [17] Ser capaz de identificar a los pacientes que más se beneficiarán de un ensayo clínico, que aumentará la seguridad de los pacientes a partir de los resultados adversos causados ​​por el producto en las pruebas, y permitirán a los ensayos más pequeños y más rápidos que conducen a reducir los costos generales. [23] Además, los medicamentos que se consideran ineficaces para la población en general pueden ser aprobados por la FDA mediante el uso de los genomas personales para calificar la eficacia y la necesidad de el medicamento específico o terapia, aunque solo puede ser necesaria por un pequeño porcentaje de la población. [17] [24]

Hoy en día en la medicina, es común que los médicos a menudo utilizan ensayo y error como estrategia hasta que se encuentra la terapia de tratamiento que es más efectiva para el paciente. [17] Con la medicina personalizada, estos tratamientos pueden adaptarse más específicamente a un individuo y dar una idea de cómo su cuerpo va a responder a la droga y si ese medicamento trabajará sobre la base de su genoma. [7] El genotipo personal puede permitir a los médicos tener información más detallada, la cual le guiará en su decisión en las prescripciones de tratamiento, que será más rentable y precisa. [17] Como se cita del artículo de Farmacogenómica: La promesa de la medicina personalizada, “el tratamiento con el medicamento correcto, con la dosis correcta, en el paciente correcto” es una descripción de cómo la medicina personalizada afectará el futuro del tratamiento. [25] Por ejemplo, Tamoxifeno solía ser un medicamento comúnmente recetado a las mujeres con cáncer de mama ER+, pero el 65% de las mujeres que lo tomaron inicialmente desarrollaron resistencia. Después de algunas investigaciones por personas como David Flockhart, se descubrió que las mujeres con cierta mutación en su gen CYP2D6, un gen que codifica la enzima metabolizante, no fueron capaces de romper de manera eficiente la tamoxifeno, haciéndolo un tratamiento ineficaz para su cáncer. [26] Desde entonces, las mujeres están ahora genotipadas para aquellas mutaciones específicas, por lo que de inmediato pueden tener la terapia de tratamiento más eficaz.

La detección de estas mutaciones se lleva a cabo a través de cribado de alto rendimiento o el cribado fenotípico. Varias compañías farmacéuticas y de descubrimiento de fármacos están actualmente utilizando estas tecnologías, no solo para avanzar en el estudio de la medicina personalizada, sino también para amplificar la investigación genética; estas empresas incluyen Alacris Theranostics, Persomics, Novartis, y Foundation Medicine, entre otras.

La formulación magistral es otra aplicación de la medicina personalizada. Aunque no es necesariamente la utilización de la información genética, la producción personalizada de un medicamento cuya diversas propiedades (por ejemplo, nivel de dosis, la selección de ingredientes, la vía de administración, etc.) se seleccionan y diseñan para un paciente se acepta como un área de la medicina personalizada (en contraste a la producción masiva la dosis unitaria o combinaciones de dosis fijas).

La genómica del cáncer[editar]

En las últimas décadas la la investigación del cáncer ha descubierto mucho acerca de la variedad genética de los tipos de cáncer que aparecen en la misma patología tradicional. También ha habido aumento de la conciencia de la heterogeneidad del tumor, o la diversidad genética dentro de un solo tumor. Entre otras perspectivas, estos descubrimientos plantean la posibilidad de encontrar que los fármacos que no han dado buenos resultados aplicados a una población general de los casos, todavía pueden tener éxito para una proporción de casos con determinados perfiles genéticos.

Genómica del Cáncer, o “Oncogenómica,” es la aplicación de la genómica y la medicina personalizada a la investigación y tratamiento del cáncer. El método de secuenciación de alto rendimiento se utilizan para caracterizar genes asociados con el cáncer para comprender mejor la patología de la enfermedad y mejorar el desarrollo de fármacos. La Oncogenómica es una de las ramas más prometedoras de la genómica, sobre todo debido a sus implicaciones en la terapia con medicamentos. Algunos ejemplos de esto incluyen:

  • Trastuzumab (nombres comerciales Herclon, Herceptin) es un fármaco anticuerpo monoclonal que interfiere con el receptor HER2/neu. Su uso principal es para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer de mama. Este medicamento solo se utiliza si el cáncer de un paciente es la prueba de la sobre-expresión del receptor HER2/neu. Dos pruebas de tipificación de tejidos se utilizan para evaluar a los pacientes para su posible beneficio del tratamiento con Herceptin. Las pruebas de tejidos son inmunohistoquímica(IHC) y la Hibridación In Situ con Fluorescencia(FISH). [27] Solo los pacientes Her2+ serán tratados con terapia de Herceptin (trastuzumab). [28]
  • Tirosina Quinasa inhibidores como imatinib (comercializado como Gleevec) se han desarrollado para tratar la leucemia mieloide crónica, en la que está presente en 95% de los casos el gen de la fusiónBCR-ABL (el producto de una translocación recíproca entre los cromosomas 9 y el cromosoma 22) y produces señalización de la proteína hyperactivated abl-driven. Estos medicamentos inhiben específicamente la proteína tirosina quinasa Ableson (ABL) y por tanto son un buen ejemplo de "diseño racional de fármacos" basada en el conocimiento de la fisiopatología de la enfermedad. [29]

Desafíos[editar]

A medida que la medicina personalizada se practica más ampliamente, una serie de retos surgen. Los enfoques actuales de los derechos de propiedad intelectual, políticas de reembolso, privacidad y confidencialidad del paciente, así como la supervisión reguladora; tendrán que ser re-definido y reestructurado para acomodar los cambios en la medicina personalizada que traerá a la atención sanitaria. [30] Por otra parte, el análisis de los datos de diagnóstico adquirida, es una reciente reto de la medicina personalizada y su adopción. [31] Por ejemplo, los datos genéticos obtenidos de la secuenciación de la próxima generación requiere un procesamiento intensivo de datos del ordenador antes de su análisis. [32] En el futuro, se necesitarán herramientas adecuadas para acelerar la adopción de la medicina personalizada a otros campos de la medicina, lo que requiere la cooperación interdisciplinaria de expertos de ámbitos específicos de investigación, como la medicina, la oncología clínica, la biología, y la ingeniería de software.

La supervisión reguladora[editar]

La FDA ya ha empezado a tomar iniciativas para integrar la medicina personalizada en sus políticas de regulación. Desarrollaron un informe en octubre del 2013 titulada, “Sentar las bases de la medicina personalizada: papel de la FDA en una nueva era de la medicina Desarrollo de Productos, ”en el que se describen los pasos que tendrían que tomar para integrar la información genética y de biomarcadores para uso clínico y desarrollo de drogas. [33] Se determinó que tendrían que desarrollar normas específicas reguladoras de la ciencia, métodos de investigación, material de referencia y otras herramientas con el fin de incorporar la medicina personalizada en sus prácticas reglamentarias actuales. Por ejemplo, se está trabajando en una “biblioteca genómica de referencia” para las agencias reguladoras para comparar y comprobar la validez de las diferentes plataformas de secuenciación en un esfuerzo por mantener la fiabilidad. [33]

Derechos de propiedad intelectual[editar]

Al igual que con cualquier innovación en la medicina, la inversión y el interés en la medicina personalizada está influenciada por los derechos de propiedad intelectual. [30] Ha habido mucha controversia con respecto a la protección de patentes para las herramientas de diagnóstico, genes, y biomarkers. [34] En junio del 2013, el Tribunal Supremo de Estados Unidos, dictaminó que los genes que ocurren naturales no pueden ser patentados, mientras que el “ADN sintético” que es editado o creado artificialmente puede aun ser objeto de patente. La Oficina de Patentes está revisando una serie de cuestiones relacionadas con las leyes de patentes para la medicina personalizada, como las pruebas genéticas “confirmatorias” secundarias post diagnóstico inicial, las cuales pueden tener plena inmunidad de las leyes de patentes. Aquellos que se oponen a las patentes argumentan que las patentes sobre secuencias de ADN son un impedimento para la investigación en curso, mientras que los autores apuntan a la excepción de investigación y el estrés que las patentes son necesarias para atraer y proteger las inversiones financieras necesarias para la investigación comercial, el desarrollo y el avance de los servicios ofrecidos. [34]

Políticas de Reembolso[editar]

Las políticas de reembolso tendrán que re-definirse para adaptarse a los cambios que la medicina personalizada podría aportar al sistema de salud. Algunos de los factores que se deben considerar son: el nivel de eficacia de las diversas pruebas genéticas en la población general, la rentabilidad en relación con los beneficios, cómo se ocupan de los sistemas de pago por condiciones extremadamente raras, y la manera de re-definir el concepto de “riesgo compartido” para incorporar el efecto del más reciente concepto de “factores de riesgo individuales". [30]

Privacidad y Confidencialidad del Paciente[editar]

Tal vez el problema más crítico con la comercialización de la medicina personalizada es la protección de los pacientes. Uno de los problemas más grandes es el miedo y las posibles consecuencias para los pacientes que están predispuestos después de las pruebas genéticas o que demostraron que no responden a ciertos tratamientos. Esto incluye los efectos psicológicos en los pacientes debido a los resultados de las pruebas genéticas. El derecho de los miembros de la familia que no consienten directamente es otra cuestión, teniendo en cuenta que la predisposición genética y los riesgos son heredables. Las implicaciones para ciertos grupos étnicos y la presencia de un alelo común también tendrían que ser considerados. [30] En 2008, la Ley de Discriminación por Información Genética fue aprobada en un esfuerzo por minimizar el temor de los pacientes que participan en la investigación genética, asegurando que su información genética no va a ser mal utilizada por los empleadores o aseguradores. [30] El 19 de febrero del 2015 la FDA emitió un comunicado de prensa titulado: "La FDA permite la comercialización de la primera prueba de portador genética directa al consumidor para el síndrome de Bloom. [6]

Ver también[editar]

Bibliografía[editar]

Referencias[editar]

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