El ADN ambiental o eDNA genera dudas éticas sobre la privacidad
El ADN humano se puede secuenciar a partir de pequeñas cantidades de agua, arena y aire en el medio ambiente para potencialmente extraer información identificable como el linaje genético, el género y los riesgos para la salud, según nuestra una nueva investigación.
Cada célula del cuerpo contiene ADN [PDF]. Debido a que cada persona tiene un código genético único, el ADN se puede usar para identificar personas individuales. Por lo general, los médicos y los investigadores obtienen ADN humano a través de muestras directas, como análisis de sangre, hisopos o biopsias.
Sin embargo, todos los seres vivos, incluidos los animales, las plantas y los microbios, desprenden ADN constantemente. El agua, el suelo e incluso el aire contienen partículas microscópicas de material biológico de organismos vivos.
El ADN que un organismo ha arrojado al medio ambiente se conoce como ADN ambiental o eDNA. Durante las últimas dos décadas, los científicos han podido recolectar y secuenciar eDNA de muestras de suelo o agua para monitorear la biodiversidad, las poblaciones de vida silvestre y los patógenos que causan enfermedades.
El seguimiento de raras o escurridizas especies en peligro de extinción a través de su eDNA ha sido una gran ayuda para los investigadores, ya que los métodos de seguimiento tradicionales, como la observación o la captura, pueden ser difíciles, a menudo infructuosos e intrusivos para las especies de interés.
Los investigadores que utilizan herramientas de eDNA generalmente se enfocan solo en las especies que están estudiando y descartan el ADN de otras especies. Sin embargo, los humanos también expulsan, tosen y arrojan ADN al entorno que los rodea. Y como descubrió un equipo de genetistas, ecólogos y biólogos marinos en el Laboratorio Duffy de la Universidad de Florida, se pueden encontrar signos de vida humana en todas partes, excepto en los lugares más aislados.
Vídeo: Los autores y sus colegas usan ADN ambiental para estudiar tortugas marinas.
Animales, humanos y virus en el eDNA
El equipo utiliza ADN ambiental para estudiar tortugas marinas en peligro de extinción y los tumores virales a los que son susceptibles. Pequeñas tortugas marinas recién nacidas arrojan ADN mientras se arrastran por la playa en su camino hacia el océano poco después de nacer. La arena extraída de sus huellas contiene suficiente ADN para proporcionar valiosa información sobre las tortugas y los herpesvirus quelónidos y los tumores de fibropapilomatosis que las aquejan. Sacar un litro de agua del tanque de una tortuga marina en recuperación bajo atención veterinaria proporciona igualmente una gran cantidad de información genética para la investigación. A diferencia de las muestras de sangre o piel, la recolección de eDNA no causa estrés al animal.
La tecnología de secuenciación genética utilizada para decodificar el ADN ha mejorado rápidamente en los últimos años y ahora es posible secuenciar fácilmente el ADN de cada organismo en una muestra del medio ambiente. El equipo sospechó que las muestras de arena y agua que estában usando para estudiar las tortugas marinas también contendrían ADN de otras especies, incluidos, por supuesto, los humanos. Lo que no sabían era cuán informativo sería el ADN humano que podrían extraer.
Imagen derecha: Los investigadores pudieron recolectar ADN humano intacto en muestras de agua de un río en Florida. Todd Osborne, CC BY-ND
Para resolver esto, tomaron muestras de una variedad de lugares en Florida, incluidos el océano y los ríos en áreas urbanas y rurales, arena de playas aisladas y una isla remota que nunca suele ser visitada por personas. Encontraron ADN humano en todos esos lugares excepto en la isla remota, y estas muestras tenían la calidad suficiente para el análisis y la secuenciación.
También probaron la técnica en Irlanda, rastreando a lo largo de un río que serpentea desde la cima de una remota montaña, a través de pequeños pueblos rurales y hacia el mar en una ciudad más grande de 13.000 habitantes. Encontraron ADN humano en todas partes menos en el remoto afluente de la montaña donde comienza el río, lejos de la habitación humana.
Imagen: Resumen esquemático de cómo el ADN humano puede ingresar al medio ambiente y ser secuenciado inadvertidamente como HGB a partir de estudios de eDNA centrados en patógenos y vida silvestre.
También recolectaron muestras de aire de una habitación en nuestro hospital veterinario de vida silvestre en Florida. Las personas que estaban presentes en la sala nos dieron permiso para tomar muestras del aire. Recuperamos ADN que coincidía con las personas, el paciente animal y los virus animales comunes presentes en el momento de la recolección.
Sorprendentemente, el eDNA humano encontrado en el entorno local estaba lo suficientemente intacto como para identificar mutaciones asociadas con enfermedades y determinar la ascendencia genética de las personas que viven en el área. La secuenciación del ADN que los voluntarios dejaron en sus huellas en la arena arrojó incluso parte de sus cromosomas sexuales.
Imagen: El eDNA humano se puede recopilar y analizar a partir de una variedad de fuentes. Crédito: Liam Whitmore/Creado con BioRender.com, CC BY-NC-ND
Implicaciones éticas de recolectar eDNA humano
El equipo denomina la recuperación inadvertida de ADN humano de muestras ambientales como "captura incidental genética humana". Ahora están pidiendo una discusión más profunda sobre cómo manejar éticamente el ADN ambiental humano.
El eDNA humano podría presentar avances significativos para la investigación en campos tan diversos como la conservación, la epidemiología, la ciencia forense y la agricultura. Si se maneja correctamente, el eDNA humano podría ayudar a los arqueólogos a rastrear antiguos asentamientos humanos no descubiertos, permitir a los biólogos monitorear las mutaciones del cáncer en una población determinada o proporcionar información forense útil a las fuerzas del orden.
Sin embargo, también existen innumerables implicaciones éticas relacionadas con la recolección y el análisis involuntarios o deliberados de la captura incidental genética humana. La información identificable se puede extraer del eDNA, y acceder a este nivel de detalle sobre individuos o poblaciones conlleva responsabilidades relacionadas con el consentimiento y la confidencialidad.
Imagen derecha: Los investigadores extrajeron información genética identificable de huellas en la arena. Crédito: David Duffy, CC BY-ND
Si bien realizaron el estudio con la aprobación de su junta de revisión institucional, que garantiza que los estudios sobre personas cumplan con las pautas de investigación ética, no hay garantía de que todos traten este tipo de información de manera ética.
Surgen muchas preguntas con respecto al ADN ambiental humano. Por ejemplo, ¿Quién debería tener acceso a las secuencias de eDNA humano? ¿Debería hacerse pública esta información? ¿Debería requerirse el consentimiento antes de tomar muestras de eDNA humano, y de quién? ¿Deberían los investigadores eliminar la información genética humana de las muestras recolectadas originalmente para identificar otras especies?
"Creemos que es vital implementar regulaciones que aseguren que la recopilación, el análisis y el almacenamiento de datos se realicen de manera ética y adecuada. Los formuladores de políticas, las comunidades científicas y otras partes interesadas deben tomarse en serio la recolección de eDNA humano y equilibrar el consentimiento y la privacidad con los posibles beneficios de estudiar eDNA", dice Jenny Whilde, científica adjunta de investigación en biociencia marina, Universidad de Florida.
"Plantear ahora estas preguntas puede ayudar a garantizar que todos conozcan las capacidades del eDNA y brindar más tiempo para desarrollar protocolos y regulaciones para garantizar el uso adecuado de las técnicas de eDNA y el manejo ético de la captura incidental genética humana".
La investigación se ha publicado en Nature Ecology & Evolution: Inadvertent human genomic bycatch and intentional capture raise beneficial applications and ethical concerns with environmental DNA
