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Usan la secuenciación del genoma de larga lectura por primera vez en un paciente

Cromosomas
FLICKER/DANI P.L.
Publicado 05/07/2017 7:24:37CET

   MADRID, 5 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Cuando Ricky Ramon tenía 7 años, fue a un examen de rutina. El pediatra, que se detuvo a inspeccionar los latidos de su corazón, le envió a realizarse una radiografía de tórax, que reveló un tumor benigno en la parte superior izquierda de su corazón. Para Ramón, fue el comienzo de una larga serie de citas médicas, procedimientos y cirugías que abarcarían casi dos décadas.

   Durante este tiempo, los tumores no cancerosos reaparecieron en el corazón de Ramón y en todo su cuerpo: en su glándula pituitaria, glándulas suprarrenales por encima de sus riñones y nódulos en su tiroides. El problema era que los médicos no podían diagnosticar su enfermedad.

   Cuando Ramón tenía 18 años, los médicos pensaron que sus síntomas sugerían el complejo de Carney, una enfermedad genética causada por mutaciones en un gen llamado PRKAR1A; pero la evaluación del ADN de Ramón no reveló variaciones que causaran enfermedades en este gen.

   Ahora, ocho años más tarde, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, en Palo Alto, California, Estados Unidos, han utilizado una tecnología de última generación --la secuenciación de larga lectura-- para obtener un diagnóstico de qué le sucede a Ramón. Según los científicos, se trata de la primera vez que se emplea la secuenciación de todo el genoma de larga lectura en un entorno clínico, informan los investigadores en un documento que se publicará en la edición digital de este jueves de 'Genetics in Medicine'.

   La secuenciación del genoma consiste en cortar el ADN en pedazos, leer los fragmentos y luego usar un ordenador para parchear la secuencia junta. El ADN lleva nuestro modelo genético en una cadena de dos hélices de "letras" moleculares llamadas nucleótidos, o pares de bases. Los cuatro tipos de nucleótidos están representados cada uno por una letra --C para la citosina y G para la guanina, por ejemplo-- y forman enlaces a través de las dos hebras para mantener el ADN junto.

ILUMINAR ESQUINAS OSCURAS DEL GENOMA

   Según el autor principal del estudio, Euan Ashley, profesor de Medicina Cardiovascular y de Genética y Ciencia de Datos Biomédicos, las tecnologías de secuenciación actuales cortan el ADN en "palabras" que tienen alrededor de 100 pares de bases o letras. Sin embargo, la secuenciación de larga lectura corta el ADN en palabras que son de miles de letras de largo.

   "Esto nos permite iluminar esquinas oscuras del genoma como nunca antes", destaca Ashley. "La tecnología es una fuerza muy poderosa en la medicina. Es asombroso que podamos ordenar rutinariamente el genoma de los pacientes cuando hace unos años esto era impensable", agrega.

   El estudio se realizó en colaboración con Pacific Biosciences, una empresa de biotecnología en Menlo Park, California, que ha sido pionera en un tipo de secuenciación de larga lectura. La autoría principal del artículo es compartida con Jason Merker, profesor asistente de Patología y codirector del Servicio de Genómica Clínica de Stanford, y Aaron Wenger, de Pacific Biosciences.

   El tipo de secuenciación de larga lectura desarrollado por los colaboradores del equipo de investigación en Pacific Biosciences puede filtrar continuamente largas hebras de ADN para el análisis letra por letra, limitando el número de cortes necesarios. "Esto es emocionante --subraya Ashley-- porque en lugar de tener 'palabras' de 100 pares de bases, ahora tenemos palabras de entre 7.000 y 8.000 letras".

   Gracias a los avances tecnológicos y a una mayor eficiencia, el coste de la secuenciación de larga lectura ha estado cayendo drásticamente. Ashley estima el costo actual de la secuenciación utilizada para este estudio oscila entre los 5.000 y 6.000 dólares por genoma. Aunque el costo de la secuenciación de lectura corta es ahora inferior a 1.000 dólares, según Ashley, partes del genoma no son accesibles al cortar el ADN en pequeños fragmentos. A lo largo del genoma, series de letras repetidas, como GGCGGCGGC, pueden estirarse durante cientos de pares de bases. Con sólo palabras de 100 letras, es imposible saber durante cuánto tiempo están estos estiramientos y la longitud puede determinar críticamente la predisposición de alguien a la enfermedad.

   Además, algunas porciones del genoma humano son redundantes, lo que significa que hay varios lugares en los que podría encajar un segmento de 100 pares de bases, explica Ashley. Esto hace que sea imposible saber dónde colocar esos segmentos al reensamblar el genoma. Con palabras más largas, eso sucede con mucha menos frecuencia. Teniendo en cuenta estas cuestiones, el 5 por ciento del genoma no puede ser una cartografía única, escriben los investigadores. Y cualquier deleción o inserción de más de 50 letras es demasiado larga para detectar.

SE PUDO CONFIRMAR LA ENFERMEDAD DEL PACIENTE

   Para los pacientes con enfermedades no diagnosticadas, la secuenciación de lectura corta puede ayudar a los médicos a proporcionar un diagnóstico en aproximadamente un tercio de los casos, según Ashley. Pero el caso de Ramón no era uno de esos. La técnica utilizada inicialmente para analizar los genes de Ramón no logró identificar una mutación en el gen responsable del complejo de Carney, aunque Ashley señala que el coautor Tam Sneddon, DPhil, científico de datos clínicos de 'Stanford Health Care' que exploró la base de datos del genoma secuenciado de Ramón a mano, notó que algo parecía ir mal.

   En última instancia, la secuenciación de larga lectura del genoma de Ramón identificó una deleción de alrededor de 2.200 pares de bases y confirmó que el diagnóstico del complejo de Carney era correcto. El complejo de Carney surge de mutaciones en el gen PRKAR1A, y se caracteriza por un mayor riesgo de varios tipos de tumores, particularmente en el corazón y las glándulas productoras de hormonas, como los ovarios, los testículos, las glándulas suprarrenales, la glándula pituitaria y la tiroides.

   Según los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses, se han identificado menos de 750 personas con esta patología, cuyo síntoma más común es la presencia de tumores benignos del corazón, o mixomas. Se necesita cirugía a corazón abierto para eliminar los mixomas cardiacos; de forma que para cuando Ramón tenía 18 años, ya se había sometido a tres cirugías de este tipo. Ahora, está bajo consideración para un trasplante de corazón y tener el diagnóstico correcto de su trastorno era importante para el equipo de trasplante.

   Más allá de la selección típica para un trasplante, Ashley dijo que el equipo necesitaba asegurarse de que no hubiera otros problemas de salud que podrían exacerbarse por los supresores inmunes, que los pacientes de trasplante de corazón deben tomar para evitar el rechazo del órgano donado.

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