¿A QUIENES BENEFICIA EL AVANCE DE LA GENÉTICA Y SU APLICACIÓN EN LA SALUD?

Por Oriana I. Batista C. 

Directora del Centro Gendiagnostik S.A. y del Centro Especializado de Genética (CEGEN)

oriana.batista@unachi.ac.pa 

Antecedentes del desarrollo de la genética humana en la provincia de Chiriquí.

Hace alrededor de 20 años, en horas de la tarde, estuve sentada en la biblioteca del Instituto de Genética Humana de la Universidad de Halle-Wittenberg, Alemania. La misma estaba ubicada en el sótano de un edificio nuevo, de cinco pisos, y en su interior se apreciaba un mobiliario blanco, nítido y dispuesto, de manera ordenada, el cual sostenía diversas colecciones de revistas científicas incluyendo las prestigiosas revistas Science y Nature.  Las mismas harán que la comunidad científica recuerde el mes de febrero, de 2001, como histórico para las ciencias porque en ellas, tanto el consorcio público, así como el liderado por Celera Genomics publicaron los primeros resultados del proyecto del genoma humano.

Había acabado los experimentos del día, aunque, en realidad, temprano para lo usual, y decidí leer, mientras esperaba el tradicional seminario de todos los martes, el cual era impartido por un(a) eminente científico(a) invitado(a). De repente, se aproximaron a la biblioteca mi tutor, el Dr. Ingo Hansmann y el científico invitado y empezaron una conversación en su idioma natal, el alemán. El profesor invitado le comentó al profesor Hansmann que había estado en Costa Rica para una pasantía de investigación, pero que de ninguna manera le recomendaría viajar a Latinoamérica a tener una experiencia similar. Para él, era casi imposible hacer ciencias en ese país debido a la burocracia y a otros aspectos. Adicionalmente, él recomendaría viajar a Australia si hubiese la posibilidad de una pasantía fuera de Europa debido al grado de desarrollo y a la mentalidad de sus pobladores.

Comprendí toda la conversación y, desde luego, el científico invitado desconocía que yo provenía de Panamá y es posible que, en el momento, mi tutor lo hubiese olvidado. También, desconocían que había realizado la maestría en biología, con orientación en genética humana, en la Universidad de Costa Rica (UCR) debido a que el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) lo establecía como requisito antes de viajar, a Alemania, a hacer el doctorado, aunque mi intención original fue viajar directamente a dicho país. Durante mis estudios en la UCR pude apreciar la existencia de varios profesores formados en genética humana en la Escuela de Biología, así como laboratorios equipados y funcionando tanto allí, así como en entidades fuera de la UCR, por ejemplo, el Instituto de Investigaciones en SALUD (INISA). Mi formación fue muy bien complementada, a través del desarrollo total de la tesis de maestría en el Laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Investigaciones Tropicales Smithsonian (STRI), en Panamá, bajo la dirección de la Doctora Connie Kolman y del doctor Eldredge Bermingham, quien, al convertirse, posteriormente, en el director del STRI me solicitó continuar laborando en dicho instituto, oferta que rechacé dado mi interés por la genética humana.

Aunque la conversación, entre el Dr. Hansmann y el científico invitado, no me provocó ninguna indignación, nunca la olvidé. Por el contrario, siempre la recuerdo y evalúo las palabras de aquel científico invitado cuando observo las dificultades que se presentan en la educación y en el desarrollo científico y tecnológico en Panamá. ¿Qué habría opinado él, si hubiese visitado Panamá? Aquel científico invitado nunca lo volví a ver y el Dr. Ingo Hansmann tampoco siguió su recomendación de mantenerse alejado de Latinoamérica. Por el contrario, en el 2003, el Dr. Hansmann visitó Panamá, mientras yo trabajaba en el Instituto de Investigaciones Científicas Avanzadas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT). Allí, dictó conferencias, conversó con algunas autoridades, planificamos una estrategia para el desarrollo de la genética humana. Sin embargo, él no estuvo convencido del éxito de la misma en ese instituto, quizás, debido al desarrollo incipiente del mismo en esa época y a la carencia de recurso humano en la línea.

En este punto, es importante reconocer que el éxito de un programa de genética humana no solo depende de la existencia de infraestructura y equipamiento de laboratorio, sino también de la presencia de recurso humano idóneo en el área de genética médica, genética molecular, citogenética, bioquímica genética, genómica y bioinformática, principalmente. También, el acceso a pacientes es un factor importante, y por ello, la colaboración con los hospitales es fundamental. La genética humana está íntimamente relacionada con la genética médica. Mientras que la primera estudia las similitudes y diferencias entre los individuos incluso a nivel genético, la segunda trata de establecer si esas diferencias están o no asociadas a las enfermedades genéticas.

En el 2006, el doctor Hansmann, aun siendo el director del Instituto de Genética Humana y Biomedicina arriba mencionado, visitó, por primera vez, la provincia de Chiriquí dentro del marco del proyecto titulado: “Evaluación del estado de las enfermedades genéticas de la región para el mejoramiento de su investigación, diagnóstico y prevención”, el cual fue auspiciado por el programa de Estímulo a las Actividades de Ciencia y Tecnología de la SENACYT. En el mismo, además, del Dr. Hansmann, participaron: médicos con diferentes especialidades, principalmente, pediatras y ginecólogos-obstetras, autoridades de la Facultad de Ciencias Naturales y Exactas de la UNACHI; doctor Gherson Cukier, director del Hospital Materno Infantil José Domingo de Obaldía (HMIJDDO); doctora Gladys Novoa, directora provincial del MINSA; doctor Félix Rodríguez, vicedecano de la Facultad de Medicina y mi persona como encargada del proyecto. Un reporte final se entregó a los directores del HMIJDDO, Dr. Gherson Cukier y Dr. Edgardo Della Sera, en sus respectivas administraciones y, también, al Dr. Roger Sánchez, Vicerrector de Investigación y Posgrado de la UNACHI, posteriormente.

Durante el desarrollo del proyecto, el cual incluyó un congreso, varios coloquios y mesas redondas se planificó una estrategia cuyas recomendaciones, avaladas por el experto internacional, fueron las siguientes:

a)    Formar seis genetistas médicos en instituciones, con trayectoria académica, en el extranjero.

b)    Formar citogenetistas, genetistas moleculares, bioquímicos genéticos y bioinformáticos en el extranjero.

c) Contratar los servicios de, al menos, seis extranjeros con la formación antes mencionada para aprender la forma de trabajar, impulsar y desarrollar la genética humana.

d)  Crear un departamento de genética para ofrecer una carrera de biología con orientación en genética humana, animal y de plantas. La orientación en genética humana, así como las carreras que forman estudiantes relacionadas con el sector salud deberían integrar los cursos de genética molecular, citogenética, genética humana y bioinformática.

e)  Construir infraestructura con la finalidad de realizar investigación y ofrecer servicios en el área de genética molecular, citogenética y bioquímica genética.

Beneficios de la genética humana en la región

Con más de 400,000 habitantes en la provincia de Chiriquí, la existencia de la comarca Ngäbe-Buglé y regiones fronterizas es recomendable el fortalecimiento de centros e institutos de investigación que continúen desarrollando los programas de genética clínica molecular y genómica e identificación humana ya iniciados. Urge la complementación de estos programas con otros en el área de citogenética, bioquímica genética, bioinformática, genética de poblaciones, y sistemática molecular, entre otros.

Los principales beneficiados de mejores programas curriculares, facilidades de investigación, diagnóstico e innovación, así como de personal cualificado serán los estudiantes de biología, medicina, derecho y otras carreras relacionadas con salud e identificación humana, quienes desarrollarán competencias requeridas en el país; los especialistas en medicina, al contar con facilidades para  investigar y confirmar sus diagnósticos clínicos; otros profesionales de la salud, hospitales, clínicas, Ministerio Público, Órgano Judicial, diversas entidades educativas y público, en general, principalmente, los cuales demandan múltiples aplicaciones de la genética.

Desde aquel primer encuentro, en el 2006, han pasado 14 años. De las recomendaciones, sólo la última se ha logrado, con bastante éxito, a través del establecimiento y puesta en marcha del Centro Especializado de Genética (CEGEN), en la UNACHI, y del Centro Gendiagnostik, SA. Entre los avances más importantes, a través de estos centros, se pueden listar los siguientes:

1)  Establecimiento de la línea de genética clínica molecular, genómica e identificación humana. Este desarrollo ha permitido la implementación de tecnologías de ADN como son: extracción de ADN y ARN, reacción en cadena de la polimerasa (PCR), cuantificación de ADN utilizando diversos espectrofotómetros, electroforesis horizontal, vertical y capilar, análisis de restricción, secuenciación, genotipado para generación de perfiles de ADN para pruebas de filiación y detección de mutaciones, SNaPshot e hibridación. También, con colaboración internacional, la secuenciación de exomas, de paneles e hibridación genómica comparativa.

Estas tecnologías, además, de la ejecución de investigaciones han permitido la generación de perfiles de ADN, la determinación de mutaciones causantes de enfermedades y la identificación de patógenos responsables de enfermedades infecciosas. De estas tres categorías, la más simple es la detección de patógenos, la cual implica básicamente una amplificación por PCR y su detección por electroforesis u otro medio. En este sentido, hay que mencionar que a esta categoría corresponde la detección del SARS-CoV-2 causante de la COVID-19 cuya alta contagiosidad aumenta la dificultad de la prueba, pero no la misma técnica en sí.  Por lo tanto, no hay que concluir que la realización de esta prueba en un laboratorio permite suponer que el mismo estará listo para la detección de mutaciones causantes de enfermedades genéticas. Esta última categoría de pruebas, además de requerir el uso de múltiples tecnologías de ADN, algunas con alto grado de dificultad y laboriosidad, requiere de formación en el área de genética y genómica molecular clínica y el dominio de múltiples herramientas bioinformáticas para un análisis exhaustivo de los resultados.

2)  Realización de más de 15 tesis o trabajos prácticos para estudiantes de licenciatura y maestría

3)  Ejecución de más de 50 diagnósticos genéticos diferentes para pacientes neonatos hasta adultos de 50 años. En este sentido, es importante resaltar la existencia de pacientes que a pesar de tener 50 años no habían logrado tener un diagnóstico, incluyendo un paciente que ejerce la medicina.

4)  Detección de nuevas manifestaciones, no descritas previamente en los libros, para algunas enfermedades, lo cual permitió la escritura de artículos en conjunto con otros centros de investigación internacionales.

5)  Generación de alrededor de 10 publicaciones producto de las investigaciones o servicios genéticos establecidos.

6)  Escritura de libros, folletos y manuales de laboratorio para seminario-talleres y cursos nuevos.

7)  La oferta de, alrededor de, ocho seminarios-talleres para estudiantes y profesionales de la provincia y del resto del país. El último celebrado en el 2019, logró una inscripción de, aproximadamente, 100 profesionales y estudiantes de 15 instituciones y organizaciones diferentes de todo el país.

8)  Peritaje de identificación humana en el Órgano Judicial y el Ministerio Público.

9)  Afianzamiento en el sistema de gestión de calidad usando diferentes normas ISO.

10)  Representación en eventos académicos nacionales e internacionales patrocinados por el BID u otras organizaciones.

11)  Formación de recurso humano incorporado en instituciones estatales y privadas tales como: la Caja del Seguro Social, HMIJDDO, entre otras. 

Adicionalmente, la tecnología de electroforesis capilar para secuenciación de ADN ha sido transferida desde el Centro Gendiagnostik al CEGEN dada la existencia de los analizadores genéticos ABI 310 y ABI 3500, respectivamente.  Son los primeros analizadores genéticos existentes en una provincia diferente a la capital y el ABI 3500 es el primero que ha funcionado en una universidad en todo el país. Este último analizador genético podrá permitir el genotipado de individuos, la secuenciación de múltiples genes causantes de enfermedades genéticas, así como la generación de información proveniente de diversos marcadores útiles para estudios de diversidad genética de organismos. Estas capacidades podrían beneficiar a laboratorios, centros e institutos de investigación en todo el país.

La existencia de recurso humano cualificado es imperiosa

Con un limitado número de profesionales se ha logrado el desarrollo arriba mencionado. Sin embargo, la adición de recurso humano cualificado y el establecimiento de alianzas para satisfacer las necesidades de la región, sin duda, contribuirán al fortalecimiento del área de genética y genómica. El progreso del área, mediante un rediseño de las carreras, así como la oferta de servicios y el desarrollo de más competencias en los egresados de las carreras de biología y relacionadas con salud, demandan más personal y diversidad del mismo. La inclusión de genetistas ha sido casi nula, desde el 2006, en toda la provincia de Chiriquí. Esta debilidad científica se ha minimizado, en parte, por las colaboraciones internacionales, las cuales a pesar de ser esporádicas contribuyen con nuevos conocimientos y transferencias de tecnologías.

Entre las colaboraciones más importantes se pueden mencionar: la del Dr. Robert Allen, especialista en genética forense a través de cuatro proyectos auspiciados por la SENACYT, los cuales contribuyeron con el establecimiento de la línea de identificación humana desde el 2007. Un segundo ejemplo, lo constituye la colaboración establecida con el Dr. Aubrey Milunsky, director del Centro de Genética de Cambridge, desde el 2007, para el establecimiento de la línea de genética clínica molecular. El Dr. Milunsky, médico ginecólogo-obstetra y genetista visitó los centros de genética de nuestra provincia, en el 2015, a través de un proyecto de Innovación Empresarial auspiciado por SENACYT y el Centro Gendiagnostik. Dentro del marco del proyecto se desarrolló la serie de conferencias: “La nueva genética aplicada a la práctica clínica de la medicina” en el HMIJDDO, de la cual se beneficiaron diferentes especialistas en medicina, autoridades de la UNACHI, profesionales y estudiantes de diversas universidades.

En la conclusión del evento, el Dr. Camilo Caballero, previo decano de la Facultad de Medicina, comunicó que el programa de la carrera de medicina se estaría revisando y dada la importancia y trascendencia de la genética en la medicina, la asignatura sería incluida. Este tipo de decisiones, sin duda, homologarían, de alguna manera, los contenidos curriculares de nuestras universidades con los de otras extranjeras, de trayectoria, en las cuales un curso de genética humana es dictado hasta por seis o más especialistas, por ejemplo, Boston University.  

Para finalizar la historia del científico invitado, estoy segura que él estaría algo satisfecho por los avances asociados a la última recomendación, pero, sin duda, continuaría opinando, con descontento, acerca de la dificultad de trabajar y avanzar la ciencia en Panamá, otro país latinoamericano, debido a que cuatro de las cinco recomendaciones, presentadas al finalizar el proyecto del 2006, arriba mencionado, han sido poco o nulamente seguidas. Múltiples esfuerzos se han realizado para la integración de personal cualificado y la inclusión de cursos de genética a la carrera de biología y otras relacionadas con salud y se espera que los mismos produzcan buenos frutos con la colaboración, también, de miembros de la recién establecida Sociedad Panameña de Genética. La pandemia de la COVID-19 ha resaltado la necesidad de contar con mejores carreras, capacidades técnicas, de análisis y recurso humano idóneo para la obtención de muestras, la aplicación de las pruebas moleculares, la organización, análisis y evaluación de los resultados para un tratamiento oportuno del paciente. Todos estos componentes son parte de la investigación e innovación científica que debemos fortalecer en Panamá.

Amplio contenido de la genética humana y la genómica

El campo de la genética humana es muy amplio, incluyendo hasta 15 subdisciplinas diferentes en los congresos anuales de genética humana en Estados Unidos y Europa. A este campo se ha sumado la genómica, recientemente, aumentándose así, la necesidad del uso de un mayor número de herramientas bioinformáticas para el análisis de la información genética. Mientras que la genética estudia los genes, la genómica estudia el genoma completo, es decir, la totalidad de los genes. La variedad de subdisciplinas de la genética humana y genómica, así como el mejoramiento de las competencias en el laboratorio demandan la formación apropiada del recurso humano. Organizaciones con mayor evolución, a saber, la American College of Medical Genetics y la American Society of Human Genetics recomiendan que los profesionales que vayan a ejercer alguna de las subdisciplinas clásicas de la genética aplicada a la medicina realicen entrenamientos posdoctorales. 

 A continuación, se presenta una división de la genética y genómica médica con base en la American Board of Medical Genetics and Genomics, organismo que certifica a individuos en las diferentes especialidades y subespecialidades, de esta área, en Estados Unidos. Los programas académicos han sido establecidos desde hace muchos años y, con ello, el grado de rigurosidad para ejercer la profesión http://abmgg.org/pages/training_options.shtml

El desarrollo de la genética y genómica avanza rápidamente

La invención de nuevas tecnologías no se detiene en el campo de la genética y genómica. Desde la época de los cincuenta, después de la dilucidación de la estructura del ADN, por James Watson y Francis Crick, se desencadenó la invención de nuevas tecnologías que han permitido una mayor comprensión de la biología y de las enfermedades de los seres humanos. El conjunto de estas tecnologías que incluyen enzimas de restricción, clonación, reacción en cadena de la polimerasa, secuenciación tradicional y de alto rendimiento, hibridación in situ con fluorescencia, hibridación genómica comparativa, entre otras, están conduciendo al uso de la medicina personalizada que es la adaptación del tratamiento médico a las características individuales de cada paciente utilizando como herramienta la medicina de precisión, la cual emplea tratamientos basados en el estudio genético y de otros factores.

Es de importancia fundamental reconocer que la invención de nuevas tecnologías, así como de herramientas bioinformáticas facilitaron el estudio de enfermedades mediante paneles de genes, exoma e incluso el genoma hace alrededor de una década. Actualmente, el genoma puede ser secuenciado en 24 horas, mientras que, en el proyecto del genoma humano, iniciado en 1990, se requirieron de 13 a 15 años. Estos rápidos avances constituyen una evidencia clara de la necesidad de exponer a las generaciones de estudiantes actuales a dichas tecnologías y conocimientos mediante carreras actualizadas.

Adicionalmente, la medicina personalizada, así como la investigación se han visto apoyadas por tecnologías, recientemente, ideadas tales como el sistema basado en CRISPR, el cual se ha constituido en una poderosa herramienta para examinar y editar las secuencias genómicas. Así, el uso de sistemas CRISPR-cas robustos y programables ha mejorado enormemente la edición del genoma para el modelado de cáncer y otras enfermedades, ha permitido la manipulación genética para el tratamiento del cáncer y la detección de mutaciones, entre otras aplicaciones.

Finalmente, la provincia de Chiriquí, a través de sus centros de genética, los cuales sirven más allá de las fronteras panameñas, y la colaboración de diversos actores, SENACYT, UNACHI, Club de Genética e instituciones nacionales e internacionales, se ha sumado al reto de contribuir con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, lograr mayor equidad y acceso a iguales oportunidades. Desde un inicio acogimos el lema, “juntos para construir”, a través de uno de nuestros centros, Gendiagnostik y, posteriormente, hemos estado haciendo eco del sentir de los genetistas humanos en el nivel mundial “estamos trabajando para Usted”.