Antecedentes: un recurso genómico para estudiar variantes raras de pérdida de función

El equipo del Recurso Genómico de Pakistán (PGR) analizó exomas y genomas completos de 173.303 personas e identificó variantes homocigotas con pérdida de función predicha en 6.476 genes. Se trata de casos en los que ambas copias de un gen, una heredada de cada progenitor, contienen la misma variante de pérdida de función. Estas variantes naturales ofrecen una oportunidad para estudiar qué cambios se producen en el organismo cuando la función de una proteína disminuye o desaparece.

Las variantes de pérdida de función son útiles para evaluar dianas de fármacos que inhiben proteínas, pero suelen ser raras, lo que dificulta encontrar suficientes portadores. Asia meridional, incluido Pakistán, ha estado insuficientemente representada en los estudios genómicos a gran escala. El equipo investigó variantes y funciones génicas que los recursos existentes no habían captado en una población con diversidad genética y un alto grado de parentesco. En lugar de eliminar genes experimentalmente, analizó información de salud de personas con variantes naturales.

Hallazgos principales: del catálogo de variantes a los fenotipos humanos

PGR es una cohorte de casos y controles anidada que reclutó en hospitales de 23 ciudades de Pakistán a pacientes con distintas enfermedades y a participantes de control. El análisis incluyó exomas de 166.625 personas y genomas completos de 6.678 personas. El equipo identificó 6.625.995 variantes en las regiones codificantes de proteínas de 19.021 genes. El 30% no estaba presente en el conjunto comparativo completo de gnomAD v4.1, que incluye datos de Asia meridional; al comparar únicamente con datos de poblaciones no surasiáticas, la proporción alcanzó el 47%. Esto significa que las variantes no aparecían en esos conjuntos comparativos, no que todas se descubrieran por primera vez en seres humanos.

Un total de 34.364 participantes, alrededor del 20% de la cohorte, presentaba variantes homocigotas con pérdida de función predicha en al menos un gen. Estas variantes se encontraron en 6.476 genes, cerca de un tercio de los genes codificantes de proteínas. Sin embargo, se trata de predicciones obtenidas mediante análisis computacionales y filtrado, que deben distinguirse de una confirmación experimental de la pérdida de función de todas las variantes. El equipo analizó la estructura poblacional y los tramos de homocigosidad heredados de ancestros comunes. También investigó las asociaciones de las variantes con pérdida de función predicha y las variantes de cambio de sentido predichas como dañinas, agrupadas por gen, con 46 biomarcadores.

Para evaluar dianas terapéuticas, los investigadores realizaron estudios de nueva convocatoria según el genotipo, invitando a participantes y familiares que dieron su consentimiento a someterse a pruebas adicionales. En LRRK2, una diana terapéutica para la enfermedad de Parkinson, se observaron alteraciones de la función renal en los tres portadores homocigotos de variantes de pérdida de función: dos de la cohorte inicial y uno identificado mediante la nueva convocatoria. El equipo interpretó este hallazgo como un motivo para vigilar la función renal durante la inhibición prolongada de LRRK2. Sin embargo, las observaciones en tres personas no permiten establecer toxicidad renal causada por un fármaco ni una relación causal.

En el estudio de nueva convocatoria de TRPM8, un gen relacionado con la sensación de frío, las respuestas al dolor se evaluaron sumergiendo una mano en agua a 4°C durante un máximo de 150 segundos. Las variantes de pérdida de función mostraron asociaciones nominalmente significativas con un mayor tiempo hasta sentir dolor y con un mayor tiempo de tolerancia al dolor. Solo había tres portadores homocigotos y el análisis no aplicó una corrección por pruebas múltiples. No se recogieron fenotipos relacionados con la migraña, por lo que los resultados no pueden considerarse una validación de la eficacia de un tratamiento contra la migraña.

Implicaciones y perspectivas: evidencia para evaluar dianas y condiciones de acceso

PGR amplió los recursos de referencia para interpretar variantes clínicas y estudiar enfermedades en la población pakistaní. Vincular la información genómica con mediciones clínicas y pruebas realizadas tras volver a convocar a familiares ofrece la oportunidad de comparar con datos humanos los beneficios o las preocupaciones de seguridad de una diana planteados en estudios con animales. No obstante, al haberse reclutado participantes en hospitales, la cohorte no debe interpretarse como una muestra aleatoria representativa de la población general de todo el país. Los resultados basados en pocos portadores necesitan replicación independiente, y sigue siendo posible que factores de confusión no medidos hayan influido en las asociaciones observadas.

También deben distinguirse las condiciones de acceso a los datos. Los catálogos de variantes y las estadísticas resumidas de biomarcadores son públicos, pero los datos genómicos y fenotípicos individuales no están disponibles para descarga libre. Los investigadores académicos deben presentar un plan de investigación y otro de protección de la privacidad para que se evalúe su solicitud de acceso. El plazo de 45 días hábiles para la respuesta inicial de la evaluación indicado en el artículo no constituye un plazo para aprobar la solicitud ni para completar la entrega de los datos. El diseño del estudio, los resultados y las condiciones de acceso se describen en el artículo completo.