Investigadores australianos analizaron más de cinco millones de células inmunitarias e identificaron nuevos mecanismos que relacionan las variaciones genéticas con 16 enfermedades, abriendo posibilidades para la medicina de precisión.
Redacción: Redacción Mundo de la Salud
Editor: Eduardo Schmitz
Tres investigaciones científicas desarrolladas en Australia han permitido identificar miles de mecanismos mediante los cuales las diferencias en el ADN humano pueden influir en el funcionamiento de las células y en la predisposición a determinadas enfermedades. Los trabajos, publicados simultáneamente el 28 de octubre de 2026 en la revista Nature, aportan una visión más detallada de cómo las variantes genéticas afectan a la actividad de los genes dentro del sistema inmunitario.
Los estudios fueron realizados por investigadores del Instituto Garvan de Investigación Médica, en colaboración con el Instituto de Investigación Infantil Murdoch, la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) y otras instituciones científicas.
Los científicos analizaron información genética de casi 2.000 australianos y estudiaron la actividad de los genes en más de cinco millones de células inmunitarias individuales. Los resultados permitieron relacionar regiones del genoma asociadas con 16 enfermedades y 44 características sanguíneas con posibles mecanismos biológicos específicos.
El equipo identificó cerca de 1.500 genes que podrían contribuir al desarrollo de diferentes enfermedades, entre ellas trastornos inmunitarios, cánceres y afecciones neurológicas.
La investigación constituye el primer gran resultado del proyecto TenK10K, una iniciativa destinada a estudiar las variaciones genéticas y la actividad de los genes en células inmunitarias procedentes de 10.000 personas.
Joseph Powell, director del Programa de Genómica Traslacional del Instituto Garvan y del Instituto de Genómica y Salud de UNSW, participó como autor principal sénior en los tres trabajos.
Según el investigador, el avance permite pasar de conocer relativamente pocos mecanismos que conectan las variantes genéticas con las enfermedades a identificar miles de posibles relaciones funcionales.
El desafío de comprender qué hacen las variantes del ADN
La secuenciación genética ha permitido identificar millones de diferencias en el ADN entre personas. Sin embargo, conocer esas variaciones no significa comprender automáticamente sus consecuencias biológicas.
Muchas variantes se encuentran fuera de las regiones que contienen instrucciones directas para fabricar proteínas.
Algunas pueden modificar la regulación de los genes, alterando cuándo, dónde o con qué intensidad se utilizan determinadas instrucciones genéticas.
Este fenómeno representa uno de los principales desafíos de la medicina genómica: distinguir las variantes que tienen consecuencias funcionales de aquellas que no producen efectos importantes sobre la salud.
Los estudios de asociación del genoma completo han identificado numerosas regiones relacionadas estadísticamente con enfermedades, pero en muchos casos no permiten establecer qué gen concreto está implicado o en qué tipo de célula se produce el efecto.
La nueva investigación aborda este problema mediante el análisis de células individuales, en lugar de estudiar únicamente muestras de sangre consideradas como conjuntos homogéneos.
El enfoque complementa las investigaciones que utilizan la secuenciación genómica para distinguir las contribuciones de los genes y del ambiente a la salud humana.
La diferencia fundamental es que los nuevos trabajos no se limitan a identificar asociaciones entre variantes y enfermedades: también buscan localizar los procesos celulares que podrían explicar esas asociaciones.
Más de cinco millones de células inmunitarias bajo análisis
Durante la primera fase del proyecto TenK10K, los investigadores secuenciaron los genomas de casi 2.000 participantes australianos y analizaron la expresión genética de más de cinco millones de sus células inmunitarias.
Las técnicas de análisis de células individuales permiten observar qué genes están activos en cada tipo celular.
Esta capacidad resulta especialmente importante porque el sistema inmunitario está compuesto por poblaciones celulares con funciones muy diferentes.
Los linfocitos, las células asesinas naturales y otros componentes de las defensas pueden responder de manera distinta a una misma variante genética.
Una alteración que tiene consecuencias importantes en una población celular puede presentar efectos mínimos o difíciles de detectar en otras.
Cuando los investigadores estudian únicamente la sangre completa, las señales procedentes de células menos abundantes pueden quedar diluidas entre las mediciones de poblaciones más numerosas.
Al separar las observaciones por tipo celular, el equipo pudo reconocer asociaciones que no habían aparecido claramente en investigaciones anteriores.
Los científicos compararon sus resultados con estudios genéticos relacionados con 16 enfermedades y 44 características sanguíneas, buscando identificar qué variantes podían influir en funciones inmunitarias concretas.
Primer estudio: miles de genes muestran efectos genéticos específicos
El primero de los tres trabajos, titulado Rare and common genetic variants shape single-cell immune gene expression, examinó cómo las variantes genéticas comunes y poco frecuentes modifican la expresión de genes en diferentes células inmunitarias.
Los investigadores estudiaron aproximadamente 21.000 genes e identificaron más de 180.000 efectos relacionados con variaciones genéticas y cambios en su actividad.
Uno de los resultados más relevantes fue que cerca de 5.000 genes afectados por estas variaciones no habían mostrado asociaciones equivalentes en el mayor estudio anterior realizado sobre sangre completa.
Esto representa aproximadamente una cuarta parte de los genes examinados.
La comparación con estudios de enfermedades y características sanguíneas permitió identificar 893 genes cuya actividad no había sido vinculada previamente con variaciones genéticas en esos contextos.
Muchos de estos efectos aparecieron solamente en determinados tipos de células.
Los resultados ayudan a explicar por qué algunas investigaciones genéticas anteriores podían localizar regiones del ADN asociadas con una enfermedad sin identificar claramente el mecanismo responsable.
La nueva información permite investigar si una variante altera la actividad de un gen concreto y en qué población celular ocurre esa modificación.
Una variante genética relacionada con la enfermedad inflamatoria intestinal
Entre los ejemplos identificados por el equipo aparece una variante genética asociada con un aumento de la expresión del gen OSM en células asesinas naturales, conocidas como células NK.
Estas células forman parte del sistema inmunitario y participan en la respuesta frente a determinadas infecciones y células anómalas.
Los investigadores relacionaron la variante con un mayor riesgo de enfermedad inflamatoria intestinal.
El hallazgo señala una posible vía inmunitaria implicada en el desarrollo de esta enfermedad y plantea la posibilidad de estudiar nuevas estrategias terapéuticas dirigidas a mecanismos específicos.
Sin embargo, identificar una asociación genética y un mecanismo candidato no significa que se haya demostrado una relación causal completa ni que exista ya un tratamiento derivado de ese descubrimiento.
Los resultados proporcionan una base para realizar investigaciones funcionales adicionales y comprobar si intervenir sobre esa vía puede modificar la evolución de la enfermedad.
La distinción es importante porque las enfermedades inflamatorias intestinales presentan mecanismos complejos, con participación de factores genéticos, inmunitarios, ambientales y microbianos.
Segundo estudio: las secuencias repetidas del ADN también regulan genes
La segunda investigación se concentró en una parte del genoma que históricamente ha sido difícil de analizar: las repeticiones en tándem.
Estas estructuras están formadas por secuencias de ADN que aparecen repetidas consecutivamente un número variable de veces.
Durante años, determinadas regiones repetitivas fueron difíciles de estudiar con precisión debido a las limitaciones de las tecnologías de secuenciación y de los métodos de análisis genómico.
Sin embargo, su importancia biológica es considerable.
Las secuencias repetitivas pueden participar en la regulación genética y ocupan una extensión del genoma superior a la correspondiente a todos los genes que codifican proteínas.
Mediante nuevos procedimientos de análisis de datos de secuenciación completa del genoma, los investigadores identificaron más de 69.000 variantes de repeticiones en tándem asociadas con cambios en la expresión genética.
También encontraron más de 200 genes en los que estas secuencias podrían contribuir a explicar asociaciones genéticas relacionadas con características inmunitarias y sanguíneas.
Los resultados muestran que una parte de la información relevante para comprender las enfermedades puede encontrarse en regiones que los análisis genéticos tradicionales no siempre han caracterizado adecuadamente.
Esta perspectiva amplía el estudio de las enfermedades hereditarias más allá de las mutaciones convencionales en genes que producen proteínas.
También se diferencia de las estrategias experimentales que utilizan ARN de transferencia modificado para recuperar la producción de proteínas afectadas por determinadas mutaciones, ya que los nuevos estudios buscan comprender cómo se regula la actividad genética y no corregir directamente una alteración mediante una intervención terapéutica.
Tercer estudio: la accesibilidad de la cromatina revela otra capa genética
El tercer trabajo examinó la accesibilidad de la cromatina, una característica que influye en la posibilidad de que las células utilicen determinadas regiones de su ADN.
Dentro del núcleo celular, el ADN se encuentra asociado con proteínas y organizado en una estructura denominada cromatina.
Algunas regiones presentan una organización relativamente abierta, que facilita el acceso de las proteínas encargadas de regular la actividad genética.
Otras permanecen más compactadas y pueden resultar menos accesibles para esos mecanismos.
Los investigadores identificaron más de 240.000 variantes genéticas relacionadas con diferencias en la accesibilidad de la cromatina.
Posteriormente vincularon más de 28.000 regiones del ADN con los genes cuya actividad ayudan a regular.
El estudio mostró que incorporar esta información permitió explicar el posible papel de hasta un 23 % más de regiones genéticas relacionadas con enfermedades, en comparación con un análisis basado únicamente en la actividad de los genes.
El resultado demuestra que observar qué genes están activos no siempre proporciona información suficiente para comprender los efectos de las variantes genéticas.
También es necesario estudiar los elementos reguladores que determinan cuándo pueden activarse.
La importancia de este mecanismo ha sido explorada en investigaciones sobre la accesibilidad de la cromatina y las alteraciones de la regulación genética en la esquizofrenia, aunque los trabajos australianos analizan específicamente células inmunitarias y un conjunto más amplio de enfermedades y características biológicas.
La regulación genética cambia según el tipo de célula
Los tres estudios coinciden en una cuestión fundamental: las consecuencias de una variante genética pueden depender del contexto celular en el que actúa.
El ADN de una persona contiene esencialmente la misma información genética en la mayoría de sus células nucleadas, pero esas células no utilizan todos los genes de la misma manera.
Una célula inmunitaria puede activar programas genéticos diferentes de los que utiliza una neurona o una célula del tejido intestinal.
Incluso dentro del sistema inmunitario existen diferencias importantes entre poblaciones celulares.
Por ello, una variante genética puede afectar a una función concreta sin producir necesariamente el mismo resultado en todo el organismo.
El análisis individualizado permite identificar estas diferencias y estudiar cómo se relacionan con enfermedades específicas.
Los investigadores consideran que este nivel de detalle puede contribuir a mejorar la interpretación de los estudios genéticos y a seleccionar mecanismos biológicos para investigaciones posteriores.
El conocimiento de la organización y regulación del ADN también resulta relevante para comprender las alteraciones de la estructura cromosómica que participan en determinados cánceres agresivos, aunque se trata de procesos distintos de los mecanismos inmunitarios identificados en el proyecto TenK10K.
Una base científica para desarrollar tratamientos más específicos
Los autores consideran que los resultados podrían acelerar la investigación farmacológica y el desarrollo de estrategias de medicina de precisión.
Cuando se identifica una variante genética asociada con una enfermedad, los investigadores necesitan determinar qué mecanismo celular está afectado antes de plantear posibles intervenciones.
Los nuevos mapas permiten conectar determinadas regiones del ADN con genes y tipos celulares específicos.
Esta información podría ayudar a priorizar posibles dianas farmacológicas y a investigar por qué algunas personas responden de manera diferente a los tratamientos.
Daniel MacArthur, director del Centro de Genómica de Poblaciones, una colaboración entre el Instituto Garvan y el Instituto de Investigación Infantil Murdoch, participó como autor sénior en dos de los trabajos.
El investigador destacó la utilidad de disponer de un mapa detallado de cómo las variaciones genéticas modifican el sistema inmunitario.
Sin embargo, los tres estudios representan avances de investigación básica y traslacional, no ensayos clínicos de nuevos medicamentos.
No demuestran que los genes identificados sean ya objetivos terapéuticos validados ni que las asociaciones encontradas permitan seleccionar tratamientos para pacientes de forma inmediata.
Antes de trasladar estos resultados a la práctica clínica será necesario comprobar los mecanismos propuestos mediante experimentos funcionales, evaluar su importancia en poblaciones adicionales y determinar su utilidad para el diagnóstico o el tratamiento.
Los investigadores ampliarán la diversidad genética del proyecto
Los resultados de los tres trabajos están disponibles para otros investigadores mediante recursos científicos de acceso público.
El proyecto TenK10K continuará ampliando el número de participantes y las enfermedades estudiadas.
Uno de los objetivos anunciados por el equipo es incorporar una mayor diversidad genética para mejorar la representatividad de los resultados.
Esta cuestión es importante porque los estudios genómicos realizados con poblaciones limitadas pueden no reflejar adecuadamente la diversidad de variantes presentes en otras regiones del mundo.
Las asociaciones genéticas, sus frecuencias y determinados efectos reguladores pueden variar entre poblaciones, por lo que la validación en grupos diversos constituye una etapa necesaria para desarrollar herramientas médicas aplicables de manera amplia.
La primera fase, basada en casi 2.000 australianos, representa una parte del objetivo final de analizar información procedente de 10.000 personas.
El crecimiento del proyecto permitirá investigar nuevas relaciones entre variantes genéticas, actividad celular y enfermedades.
Tres investigaciones publicadas en Nature el 28 de octubre de 2026
Los resultados se presentaron en tres artículos científicos independientes y complementarios publicados simultáneamente en Nature.
El primero, Rare and common genetic variants shape single-cell immune gene expression, estudia cómo las variantes comunes y raras afectan a la actividad de los genes en células inmunitarias individuales. Su identificador es DOI: 10.1038/s41586-026-10721-2.
El segundo, Tandem repeat variation shapes immune cell type-specific gene expression, examina la influencia de las secuencias repetidas del ADN sobre la expresión genética. Su identificador es DOI: 10.1038/s41586-026-10438-2.
El tercero, Genetic variants shape single-cell chromatin accessibility and disease risk, analiza cómo las variaciones genéticas modifican la accesibilidad de la cromatina y su relación con el riesgo de enfermedad. Su identificador es DOI: 10.1038/s41586-026-11173-4.
En conjunto, las investigaciones muestran que comprender la predisposición genética a una enfermedad requiere estudiar varios niveles de información: las variantes presentes en el ADN, su influencia sobre la expresión de los genes, las secuencias repetitivas y la organización de la cromatina.
El análisis de millones de células inmunitarias permitió identificar mecanismos que habían permanecido ocultos en estudios realizados sobre muestras celulares mezcladas.
Los hallazgos proporcionan una base más detallada para investigar enfermedades complejas y desarrollar futuras herramientas de medicina personalizada, aunque sus posibles aplicaciones clínicas todavía requieren validación.
Fuentes referenciales:
Nature — Rare and common genetic variants shape single-cell immune gene expression (2026)
Nature — Tandem repeat variation shapes immune cell type-specific gene expression (2026)
Nature — Genetic variants shape single-cell chromatin accessibility and disease risk (2026)
Instituto Garvan de Investigación Médica — Comunicación científica del 28 de octubre de 2026
