Dos estudios presentan al mapeo óptico genómico como herramienta de utilidad para la práctica clínica

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Investigadores de diversas universidades francesas y belgas han demostrado la eficacia del mapeo óptico genómico como herramienta para detectar diferentes alteraciones en los cromosomas humanos de forma simultánea. A través de dos trabajos, publicados en American Journal of Human Genetics, los investigadores presentan el mapeo óptico genómico como una prometedora técnica a considerar en el ámbito clínico.

Múltiples enfermedades genéticas están causadas por alteraciones en el número o estructura de los cromosomas. El mapeo óptico genómico ofrece una forma de analizar múltiples tipos de alteraciones en un único experimento. Imagen: National Institute of Health, EE. UU. CC BY NC 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/).

Una proporción importante de las enfermedades de origen genético tienen su causa en alteraciones en el número o estructura de los cromosomas.  Para detectar este tipo de alteraciones, existen diferentes técnicas utilizadas de forma rutinaria en la práctica clínica como el cariotipo, el análisis FISH (hibridación in situ fluorescente) o los microarrays cromosómicos. Cada técnica tiene diferente resolución y permite identificar uno o varios tipos de alteraciones.

Ahora, dos estudios internacionales, recientemente publicados en el American Journal of Human Genetics, muestran el potencial de una técnica que permite analizar de forma coste-efectiva diferentes tipos de alteraciones de forma simultánea: el mapeo óptico genómico.

Los trabajos ofrecen ejemplos de cómo funciona el mapeo óptico genómico en el contexto del diagnóstico clínico, con resultados muy prometedores. “El mapeo óptico genómico puede realmente revolucionar la detección de las aberraciones cromosómicas”, ha señalado Laïla El Khattabi, investigadora de la Universidad de París que ha participado en el estudio. “Creo que podría ser el descubrimiento tecnológico más significativo en la historia de la citogenética desde los microarrays de variaciones en el número de copias”.

En el primero de los estudios, los investigadores han comparado el rendimiento del mapeo óptico genómico para detectar alteraciones en 85 muestras de sangre o de cultivo celular ya caracterizadas a nivel cromosómico mediante otras técnicas. En este caso, la utilización del mapeo óptico genómico permitió identificar 7 aneuploidías, 19 deleciones, 20 duplicaciones, 34 traslocaciones, seis inversiones, dos inserciones, seis isocromosomas, un anillo en cromosoma y cuatro reorganizaciones más complejas, las mismas alteraciones identificadas por métodos estándar.

En el segundo estudio, el equipo de investigadores ha utilizado el mapeo óptico genómico para estudiar las muestras de 52 personas  con cáncer hematológico. En los casos considerados como sencillos, con menos de 5 alteraciones, la técnica fue capaz de detectar nuevamente los diferentes tipos de alteraciones cromosómicas. Además, en los casos más complejos, con al menos 5 alteraciones, los resultados, no solo fueron concordantes, sino que el mapeo óptico genómico reveló detalles de la complejidad cromosómica que no se habían identificado por las otras técnicas.

¿Cómo funciona el mapeo óptico genómico?

El proceso, desarrollado por la empresa Bionano Genomics, comienza a partir de una muestra biológica, de la que se extrae el ADN de alto peso molecular, correspondiente a moléculas de mayor tamaño. Este ADN es etiquetado con sondas marcadas por fluorescencia que reconocen una secuencia especifica de ADN que está repetida de forma irregular lo largo del genoma.

A continuación, el ADN se deposita en un soporte que permite que las moléculas se hagan linéales y se desplacen por canales de tamaño nanoscópico. Durante esta etapa de desplazamiento por los canales un dispositivo captura imágenes, registrando en qué posiciones se encuentran las regiones marcadas.

Finalmente, el resultado se compara con una referencia creada a partir de genomas control. Y, en función del posible desplazamiento de las señales marcadas respecto a las posiciones observadas en el genoma de referencia se puede estimar si se ha producido una duplicación, inversión, deleción, inserción o traslocación.

 

mapeo óptico genómico
Etapas del mapeo óptico genómico. Imagen: Sahajpal NS, Barseghyan H, Kolhe R, Hastie A, Chaubey A. Optical Genome Mapping as a Next-Generation Cytogenomic Tool for Detection of Structural and Copy Number Variations for Prenatal Genomic Analyses. Genes (Basel). 2021 Mar 11;12(3):398. doi: 10.3390/genes12030398, con modificaciones.

 

Alexander Hoischen, investigador del Departamento de Genética Humana de la Universidad Radboud que ha participado en el estudio, señala las principales ventajas del mapeo óptico genómico. “Ahora podemos analizar largos fragmentos de ADN por lo que se necesita un menor número de piezas para mapear el cromosoma entero. Es más rápido y produce menos errores. Además, a diferencia de las otras técnicas no tenemos que preprocesar o manipular el ADN, por lo que observamos el ADN real, natural. En resumen, lo que se ve es lo que se obtiene”.

Gran interés para la práctica clínica

Los resultados de ambos trabajos indican que el mapeo óptico genómico es eficaz y preciso para identificar múltiples tipos de alteraciones cromosómicas de forma simultánea. Esta característica, unida a su coste efectividad y a la fácil utilización, presenta a la técnica como una herramienta de gran utilidad para la práctica clínica. “La fácil implementación de esta técnica y su convincente concordancia con los métodos citogenéticos estándar tal y como se presenta en estos estudios me convención de establecer el mapeo óptico genómico en Finlandia también”, destaca Tuomo Mantere, uno de los autores del trabajo, afiliado ahora a la Universidad de Oulu en Finlandia.

Referencias:

Neveling K, et al. Next-generation cytogenetics: Comprehensive assessment of 52 hematological malignancy genomes by optical genome mapping. Am J Hum Genet. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2021.06.001

Mantere T, et al. Optical genome mapping enables constitutional chromosomal aberration detection. Am J Hum Genet. 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2021.05.012

Fuente: Next Generation cytogenetics is on its way Does Optical Genome Mapping turn cytogenetics upside down? https://www.radboudumc.nl/en/news-items/2021/next-generation-cytogenetics-is-on-its-way

 

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