La secuenciación de fragmentos largos podría reducir la necesidad de pruebas sucesivas y facilitar una interpretación más completa del genoma en pacientes de enfermedades raras sin diagnóstico.
La secuenciación masiva ha transformado el diagnóstico genético de las enfermedades raras. En poco más de una década, los análisis de exoma o genoma completos han permitido identificar variantes responsables de enfermedades en miles de pacientes.
Pese a estos avances, una proporción importante de pacientes con sospecha de enfermedad genética continúa sin diagnóstico. Una de las causas de esta situación es la propia complejidad del genoma. Algunas regiones del ADN son especialmente difíciles de analizar y no siempre son identificadas con las técnicas habituales, que recurren a reconstruir la secuencia de ADN de los pacientes a partir de fragmentos cortos que se alinean frente a una secuencia de referencia.
Al leer moléculas de ADN de miles de bases, la secuenciación de fragmentos largos se presenta como una herramienta para estudiar el genoma con mayor precisión. Dos estudios recientes liderados por investigadores de la Universidad Radboud y la Universidad de Maastricht evalúan su utilidad en el diagnóstico de enfermedades raras y en regiones genómicas especialmente complejas.
En conjunto, los resultados apuntan a que la secuenciación de fragmentos largos puede integrarse como prueba inicial en determinados contextos de diagnóstico de enfermedades raras, aunque su adopción clínica deberá ir acompañada de estudios de utilidad, coste-efectividad y evaluación de limitaciones técnicas.
La secuenciación de fragmentos largos frente a las técnicas actuales
Las tecnologías de secuenciación de lectura corta que han dominado hasta ahora el mercado y el escenario clínico, analizan el ADN en fragmentos de unas pocas centenas de bases, que después se alinean frente al genoma de referencia para reconstruir la secuencia. Esta estrategia ha demostrado una gran utilidad para identificar variantes puntuales y pequeñas inserciones o deleciones. Sin embargo, puede tener dificultades en regiones repetitivas, genes muy similares entre sí, pseudogenes o variantes estructurales complejas.
La secuenciación de fragmentos largos permite leer moléculas de ADN de miles o decenas de miles de bases, lo que permite situar cada fragmento en su región correcta y reconstruir alteraciones que pueden quedar ocultas con lecturas cortas. En términos de analizar un genoma esta estrategia permite resolver el mismo puzle (el genoma) con piezas más grandes lo que facilita la detección de variantes estructurales, variantes de número de copias, expansiones de repeticiones y cambios en regiones de alta homología. También permite determinar si dos variantes en un gen asociado a una enfermedad recesiva están en la misma cadena de ADN, o en copias distintas. En conjunto, esta información puede ayudar a confirmar o descartar una causa genética sin recurrir siempre a estudios familiares adicionales.
Además, las lecturas largas pueden aportar información sobre metilación del ADN, relevante en algunas enfermedades raras con alteraciones epigenéticas.
La secuenciación de fragmentos largos mejora el diagnóstico de enfermedades raras
Para evaluar la utilidad clínica de la secuenciación de fragmentos largos, los investigadores analizaron 832 casos remitidos a diagnóstico genético germinal posnatal en dos centros de Países Bajos. En el grupo había pacientes con indicaciones diversas, como trastornos neurológicos, predisposición hereditaria al cáncer, enfermedades metabólicas y mitocondriales, alteraciones del desarrollo sexual o enfermedades esqueléticas entre otras.
Cada caso fue evaluado por dos vías independientes: pruebas diagnósticas habituales (que según la sospecha diagnóstica pueden requerir diferentes técnicas como exoma, cariotipo o pruebas dirigidas) y secuenciación de genoma de lectura larga. De media, con la estrategia habitual, cada caso necesitó 1,5 experimentos y 1,5 flujos de trabajo diagnósticos. Con estas pruebas estándar se obtuvo un diagnóstico concluyente en 137 de los 832 casos (un 16,5%), y un diagnóstico posible en 99 (un 11,9%). Al utilizar secuenciación de fragmentos largos se alcanzó un diagnóstico concluyente en 160 pacientes (19,2%), y un diagnóstico posible en 74 (8,9%).
En 28 de los casos, la secuenciación de fragmentos largos mejoró el resultado diagnóstico de las pruebas habituales. Para algunos, esto fue posible por la detección de variantes no identificadas previamente, como inserciones o variantes estructurales. En otros, la mejora diagnóstica derivó de la información sobre si dos variantes están en la misma cadena del ADN o en cromosomas independientes. En 21 pacientes se encontró que las variantes identificadas estaban en las dos copias de un mismo gen o región funcional, lo que permitió transformar un diagnóstico posible en concluyente. Por otra parte, en dos casos se comprobó que las variantes estaban en la misma copia de un gen. Estas variantes pudieron descartarse como causa de enfermedad, al quedar una copia sana del gen que compensara la función.
Pese a la ventaja de la secuenciación de fragmentos largos, en dos casos, esta aproximación no detectó variantes patogénicas encontradas por las pruebas estándar: una variante en mosaico de bajo nivel en GJB2 y una deleción de una base en TLK2 en una región con baja cobertura.
Más diagnósticos con menos pruebas sucesivas
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es su posible impacto en cómo se plantea el diagnóstico genético. Las enfermedades raras suelen asociarse a procesos diagnósticos largos, con pruebas sucesivas y periodos prolongados de incertidumbre, lo que se conoce como la odisea del diagnóstico. En la muestra analizada, en 106 casos se habían realizado estudios genéticos antes de su inclusión, con una media de 67 meses desde la primera solicitud diagnóstica. Y con el protocolo estándar, 133 casos necesitaron pruebas adicionales.
La secuenciación de fragmentos largos podría evitar la realización de pruebas sucesivas al reunir, en un único análisis, información que hoy suele obtenerse mediante técnicas diferentes. Los investigadores estiman que este tipo de prueba podría reemplazar hasta quince análisis y una estrategia inicial basada en lecturas largas aumentaría el rendimiento diagnóstico concluyente del 16,4% al 18,9%, con una mejora absoluta estimada del 2,5%. Además,
Las ventajas de la secuenciación de fragmentos largos van más allá de detectar más variantes. También permite interpretarlas mejor. En genes asociados a enfermedades raras localizados en cromosomas no sexuales, la secuenciación HiFi permitió resolver de media el 91,4% de los pares de variantes heterocigotas dentro del mismo gen. Y en regiones parálogas, zonas del genoma que contienen genes o secuencias muy similares entre sí, facilita asignar con precisión dónde se encuentra una variante.
Perspectivas para el diagnóstico genético de enfermedades raras
Los resultados respaldan la secuenciación de fragmentos largos como una herramienta con potencial para ampliar el rendimiento diagnóstico en enfermedades raras. Esta visión más completa del genoma puede ser especialmente útil en pacientes sin diagnóstico tras las pruebas habituales o con sospecha de variantes difíciles de detectar.
Aunque esta aproximación ya se utiliza en algunos contextos, su incorporación completa a la práctica clínica no será inmediata. La transición no depende solo del rendimiento técnico, sino también de los costes, los tiempos de análisis, la automatización, la capacidad de almacenamiento de datos y la formación de los equipos responsables de interpretar los resultados. También será necesario validar su uso en distintos tipos de muestra y definir en qué indicaciones debe emplearse como primera prueba y en cuáles seguirá siendo conveniente utilizar análisis complementarios.
La secuenciación de fragmentos largos no sustituirá de forma inmediata a todas las herramientas disponibles, pero sí puede reducir la fragmentación del diagnóstico genético y facilitar una lectura más completa del genoma en enfermedades raras.
Artículos científicos
de Bitter TJJ, et al. Clinical Long-Read Genome Sequencing for Rare-Disease Diagnostics. N Engl J Med. 2026 Jun 13. DOI: 10.1056/NEJMc2602512
van der Sanden B, et al. HiFi sequencing accurately identifies clinically relevant variants in paralogous genes. Am J Hum Genet. 2026 Jun 4;113(6):1357-1363. DOI: 10.1016/j.ajhg.2026.04.014
New test reads DNA much more comprehensively in rare genetic disorders. https://www.radboudumc.nl/en/news-items/2026/new-test-reads-dna-much-more-comprehensively-in-rare-genetic-disorders
