Diagnóstico genético mediante secuenciación de ADN

Dr. Javier García Planells

Instituto de Medicina Genómica

Parque Científico de la Universidad de Valencia

http://www.imegen.es/

Dr. Manuel Pérez-Alonso

Departamento de Genética

Universidad de Valencia

Algunos lectores de este blog nos han pedido que escribamos una breve revisión acerca de las aplicaciones de las técnicas de secuenciación de ADN en el diagnóstico genético de enfermedades. Este artículo trata, en particular, sobre la utilidad diagnóstica de las nuevas técnicas de secuenciación masiva del ADN, también conocidas como ultrasecuenciación, o bien Next Generation Sequencing (NGS), en comparacion con las técnicas basadas en el método de Sanger.

El diagnóstico genético molecular de enfermedades se ha convertido en una técnica que se emplea cada vez más en la Medicina. Entre las diferentes técnicas de análisis de ADN, la secuenciación se considera como la técnica de referencia, dada su alta sensibilidad y especificidad. La importancia creciente que tiene la secuenciación de ADN en el diagnóstico ha provocado un gran desarrollo en todo los aspectos relacionados con las tecnologías de secuenciación de ADN, así como en las herramientas informáticas para el procesado y análisis de las secuencias de ADN.

Entre las nuevas técnicas de secuenciación de ADN que se han desarrollado en los últimos años destacan las técnicas de nueva generación, que se suelen conocer como Next Generation Sequencing, o simplemente NGS. Cabe preguntarse, por tanto cuál es la relevancia de la secuenciación del tipo NGS en el diagnóstico y cual es la técnica de referencia que se utiliza hoy en dia para el diagnóstico de enfermedades genéticas. ¿Se utilizan ya las nuevas técnicas de secuenciación de ADN del tipo NGS? ¿O se utilizan todavía las ténicas "clásicas" de secuenciación de ADN?

En otras palabras, ¿qué metodo de secuenciación de ADN se considera hoy en dia como el método de referencia para el diagnóstico genético de enfermedades? La respuesta a esta pregunta es muy directa. El método de referencia para la secuenciación de ADN para su uso en el diagnóstico genético de enfermedades sigue siendo el método de Sanger, en combinación con la electroforesis capilar. El método de Sanger, que es considerado como la "técnica clásica" de secuenciación es el único que, por el momento, aparece en las directrices y estándares de calidad (Best Practice Guidelines) de los organismos internacionales que se encargan de supervisar el buen hacer de los laboratorios de diagnóstico genético.

¿Son de aplicación para el diagnóstico las nuevas técnicas de secuención de ADN, conocidas como secuenciación masiva del ADN, ultrasecuenciación, o bien Next Generation Sequencing (NGS)? La utilidad de estas técnicas para el diagnóstico genético es, por el momento, muy limitada. Estas nuevas técnicas están todavía en fase de desarrollo y pendientes de ser validadas.

Es de esperar que, durante los próximos años, se llegue a una validación de los nuevos sistemas de secuenciación para su uso en el diagnóstico genético de enfermedades. Sin embargo, por el momento, las técnica de Sanger seguirá siendo, durante varios años más, el método de referencia para la secuenciación de ADN de uso en el diagnóstico genético.

Existen muy pocos precedentes en los que una muestra de ADN de un paciente se haya analizado mediante la secuenciación de su genoma, utilizando alguna de las nuevas técnicas que hemos mencionado. Un ejemplo reciente de un caso clínico que ha sido resuelto con las nuevas técnicas de secuenciación genómica es el caso de un niño llamado Nicholas Volker, que sufría una enfermedad genética rara.

Tras un largo recorrido por las consultas médicas de numerosos médicos y sin conseguir un diagnóstico certero, se optó por analizar el genoma completo de ese niño, utilizando las nuevas técnicas de secuenciación de ADN. El resultado de este estudio ha sido publicado en la revista científica Genetics in Medicine, y también ha tenido un gran impacto en los medios de comunicación. Los artículos periodísticos publicados en el diario EL PAÍS acerca de este caso clínico son:

La secuencia de ADN que salvó al pequeño Nicholas (EL PAÍS)

EE UU usa por primera vez esta técnica para evitar la muerte de un enfermo

DAVID ALANDETE - (Washington, 08/01/2011)

Menos raras (EL PAÍS)

JAVIER SAMPEDRO (08/01/2011)

Como referencia, para quienes quieran profundizar en los métodos utilizados, los artículos científicos donde se describe este interesante caso clínico son estos:

Making a definitive diagnosis: successful clinical application of whole exome sequencing in a child with intractable inflammatory bowel disease

Worthey EA, Mayer AN, Syverson GD, Helbling D, Bonacci BB, Decker B, Serpe JM, Dasu T, Tschannen MR, Veith RL, Basehore MJ, Broeckel U, Tomita-Mitchell A, Arca MJ, Casper JT, Margolis DA, Bick DP, Hessner MJ, Routes JM, Verbsky JW, Jacob HJ, Dimmock DP.
Genet Med. 2011 Mar;13(3):255-62.
PMID:21173700

A timely arrival for genomic medicine

Mayer AN, Dimmock DP, Arca MJ, Bick DP, Verbsky JW, Worthey EA, Jacob HJ, Margolis DA.
Genet Med. 2011 Mar;13(3):195-6.
PMID:21169843

Consideramos importante destacar que un caso clínico como el de pequeño Nicholas Volker, aunque se ha resuelto de manera satisfactoria mediante estas nuevas técnicas de secuenciación de ADN, en un caso excepcional entre los pocos casos de pacientes cuyo genoma completo (o casi completo) ha sido analizado.

En cualquier caso un estudio como este ha sido planteado como un Proyecto de Investigación, y no como un caso sometido a un diagnóstico genético rutinario. Además de las limitaciones que tienen las nuevas técnicas de secuenciación del tipo NGS en cuanto a su validez como prueba de utilidad clínica, una aspecto importante el el coste de las mismas. El análisis de ADN para el caso del pequeño Nicholas tuvo un coste de 154.000 euros, un coste totalmente inasumible como rutina diagnóstica en ningún país desarrollado.

Tras la publicación en los medios de un caso como este ha generado un debate acerca de la aplicabilidad de las nuevas técnicas de secuenciación para el diagnóstico genético de enfermedades. En el siguiente enlace puede seguirse esta interesante discusión, que tiene aspectos científicos y aspectos sociales:

Making Genome Sequencing Part of Clinical Care

(Technology Review,  published by MIT)