Due studi pubblicati sulla rivista scientifica Nature hanno rivelato significativi progressi nel campo della genomica, grazie all’utilizzo di tecnologie avanzate per la rielaborazione del Dna. Questi risultati, ottenuti attraverso il risequenziamento di oltre 1.000 genomi, rappresentano un’importante risorsa per la medicina di precisione e potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione della variabilità genetica umana.
Progetti storici e collaborazioni internazionali
Il traguardo del pangenoma umano si avvicina sempre di più. Questo progetto mira a creare un atlante completo dei geni umani e delle loro varianti. A distanza di 22 anni dal completamento dello Human Genome Project, che nel 2003 ha fornito la prima sequenza del genoma umano, e di 10 anni dal 1000 Genomes Project, che ha sequenziato il codice genetico di oltre 2.500 individui nel 2015, i nuovi studi offrono una panoramica mai vista prima del genoma umano. I dati raccolti, descritti dagli autori come “un tesoro”, derivano dalla rielaborazione di oltre 1.000 Dna del Progetto 1000 Genomi, grazie alle tecnologie di sequenziamento sviluppate negli ultimi anni. A guidare questo importante lavoro è stato lo European Molecular Biology Laboratory (EMBL) di Heidelberg, in collaborazione con la Heinrich Heine University di Düsseldorf, il Centre for Genomic Regulation di Barcellona e l’Institute of Molecular Pathology di Vienna, insieme ai centri statunitensi del Human Genome Structural Variation Consortium.
Innovazioni nelle tecnologie di sequenziamento
Jan Korbel, leader del gruppo di ricerca e direttore ad interim dell’EMBL, ha sottolineato come, circa 15 anni fa, il sequenziamento del genoma umano fosse basato principalmente su letture di brevi tratti di Dna. Queste letture, sebbene preziose, non erano sufficienti per una ricostruzione completa del genoma. Negli ultimi cinque anni, l’introduzione delle tecnologie di sequenziamento a lettura lunga ha permesso di analizzare decine di migliaia di lettere di Dna contemporaneamente, facilitando l’assemblaggio dell’intero genoma e la valutazione delle variazioni genetiche. Attraverso i due studi, i ricercatori hanno sfruttato queste nuove metodologie per approfondire la comprensione della variabilità genetica umana, che è fondamentale per la salute e la malattia. Le variazioni possono essere piccole, come una o poche lettere di Dna diverse, oppure coinvolgere segmenti più ampi, come cancellazioni o ripetizioni di Dna, che possono influenzare la predisposizione a diverse patologie, incluso il cancro.
Risultati significativi e impatti sulla diagnosi
Il primo studio ha analizzato 1.019 genomi provenienti da 26 popolazioni di cinque continenti, rivelando un’ampia variabilità genetica, in gran parte localizzata nelle regioni ripetitive del Dna, precedentemente considerate “spazzatura”. Grazie alle nuove tecniche, i ricercatori hanno identificato e catalogato oltre 167.000 varianti strutturali, raddoppiando la quantità di variazione strutturale nota nel Dna umano. Ogni individuo presentava una media di 7,5 milioni di lettere di Dna soggette a cambiamenti. Bernardo Rodríguez-Martín, coautore senior dello studio, ha dichiarato che questo passo è cruciale per mappare i punti ciechi del genoma umano e migliorare le diagnosi e le terapie per tutte le popolazioni.
I risultati di questo lavoro potrebbero ampliare di oltre 20 volte le informazioni già pubblicate nel 2023 dallo Human Pangenome Reference Project. In particolare, il 59% delle varianti scoperte era presente in meno dell’1% degli individui analizzati, un dato fondamentale per la diagnosi di malattie genetiche rare. Questo ha permesso di ridurre drasticamente l’elenco delle mutazioni sospette, accelerando il processo diagnostico per sindromi genetiche rare e tumori. Il secondo studio, invece, ha esaminato 65 genomi utilizzando metodi di sequenziamento avanzati, riuscendo a ricostruire i tratti di Dna più complessi, inclusi i centromeri dei cromosomi.
In questo contesto, l’innovazione tecnologica ha giocato un ruolo cruciale, con algoritmi sviluppati per garantire analisi approfondite e complete. Korbel ha spiegato che i due studi, pur utilizzando approcci diversi, hanno portato a conclusioni complementari, contribuendo a creare una risorsa clinicamente rilevante per i ricercatori di tutto il mondo. Questi studi rappresentano un importante passo avanti nella comprensione della variabilità genomica e delle sue implicazioni nella salute umana.