Secuenciación mediante nanoporos para diagnosticar más de 50 enfermedades genéticas en una sola prueba

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Un estudio internacional dirigido por investigadores del Instituto Garvan de Investigación Médica en Sídney, Australia, ha desarrollado una prueba genética que permite identificar, de forma simultánea, múltiples enfermedades causadas por expansiones de repeticiones en el ADN, como la enfermedad de Huntington o la Ataxia de Friedreich.

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La secuenciación con nanoporos consiste en esencia en pasar una de las cadenas del ADN a través de un nanoporo sensor capaz de diferenciar entre los diferentes nucleótidos del ADN. Imagen: Jonathan Bailey, National Human Genome Research Institute (NHGRI).

Aproximadamente un 7% del genoma humano consiste en fragmentos con repeticiones de unos pocos pares de bases. El número de repeticiones se mantiene normalmente en rangos que no implican consecuencias importantes en la función del genoma ni en las células. No obstante, en algunos casos, tiene repercusiones directas sobre la salud, como ocurre en enfermedades como las distrofias miotónicas, diversas ataxias hereditarias, el síndrome de X Frágil o el Huntington entre otras.

En la actualidad se estima que hay más de 40 genes en los que las expansiones de fragmentos repetitivos en tándem pueden causar enfermedades, algunas de las cuales se presentan con síntomas similares, lo que puede dificultar su diagnóstico. Otra limitación es que las pruebas genéticas disponibles suelen analizar genes individuales, lo que puede ser útil en casos clínicos muy definidos, pero no en aquellos casos difíciles de resolver.

Para facilitar el diagnóstico de las enfermedades causadas por expansiones de repeticiones cortas en tándem (STR) los investigadores del Instituto Garvan proponen una estrategia basada en la tecnología de secuenciación mediante nanoporos de Oxford Nanopore. Esta tecnología, permite, no solo obtener fragmentos de cualquier longitud sin verse afectada por la existencia de secuencias repetitivas, sino que además puede programarse para considerar regiones específicas de ADN.

En un estudio publicado en Science Advances, los investigadores muestran que es posible programar el sistema de Oxford Nanopore para que considere únicamente genes en los que las expansiones de STR pueden causar enfermedades.

Concretamente, el equipo ha desarrollado un panel con 37 localizaciones genéticas de STR asociadas a enfermedades neurológicas y neuromusculares cuya validez y utilidad ha evaluado en 25 muestras de referencia de ADN de pacientes con estas enfermedades, así como en seis portadores de premutación (expansión no patológica) y 6 personas no afectadas.

Los resultados del trabajo son prometedores. Los investigadores indican que la cobertura de lectura y análisis que se obtiene con el dispositivo MinION portable  es similar a la que proporciona la secuenciación completa del genoma mediante secuenciadores de mayor escala. Además, esta aproximación supone una reducción considerable en almacenamiento de datos, requisitos de computación y precio. Otra ventaja a nivel práctico es que también permite detectar portadores de premutaciones.

La estrategia  de secuenciación con nanoporos selectiva tiene como ventaja adicional que puede personalizarse y excluir o incluir dianas o fragmentos del genoma adicionales. Esto permitiría, por una parte, añadir nuevos genes con STR asociadas a enfermedades u otros genes de interés.

Por otra parte, se pueden añadir al estudio genético otros genes con un objetivo secundario, como pueda ser evaluar la respuesta a fármacos. Los investigadores han probado esto último en el trabajo. El equipo añadió 25 genes implicados en la respuesta a fármacos y obtuvo información que podría ser relevante para guiar la medicación de los pacientes.

Además de utilizarse en nuevos casos, la secuenciación con nanoporos podría resolver casos no diagnosticados todavía. De momento, los investigadores planean optimizar su estrategia, aunque apuntan a que podría ser utilizada en diagnóstico clínico en dos o tres años.

“Este nuevo test podría revolucionar completamente cómo diagnosticamos estas enfermedades ya que ahora podemos testar todos los trastornos de una vez en una única prueba de ADN y proporcionar un diagnóstico genético claro, ayudando a los pacientes a evitar años de innecesarias biopsias de músculo o nervio para enfermedades que no tienen o tratamientos arriesgados que suprimen su sistema inmunitario”, ha señalado Kishore Kumar, investigador del Instituto Garvan de Investigación Médica que ha participado en el estudio.

Referencia: Stevanovski I, et al. Comprehensive genetic diagnosis of tandem repeat expansion disorders with programmable targeted nanopore sequencing. Sci Adv. 2022 Mar 4;8(9):eabm5386. doi: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abm5386

Fuente: Single test for over 50 genetic diseases will cut diagnosis from decades to days. https://www.garvan.org.au/news-events/news/single-test-for-over-50-genetic-diseases-will-cut-diagnosis-from-decades-to-days

 

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