El diagnóstico de enfermedades genéticas heterogéneas a través de secuenciación masiva es hoy día una realidad, según se pondrá hoy de manifiesto en una sesión científica patrocinada por Sistemas Genómicos y que se incluye dentro del programa oficial del XXVII Congreso Nacional de la Asociación Española de Genética Humana, que se celebra en el Hotel Meliá Castilla de Madrid.
La continua evolución de las tecnologías de secuenciación de nueva generación (Next Generation Sequencing, NGS) durante los últimos años, unida al incesante desarrollo bioinformático de novedosos sistemas de análisis de datos, han permitido abordar de forma eficiente el análisis simultáneo de todos los genes relacionados con una misma patología hereditaria con objetivos diagnósticos.
Esta nueva aplicación tecnológica está generando un nuevo conocimiento de aquellas enfermedades en las cuales existen interacciones génicas complejas que actúan tanto a nivel celular como molecular. Las primeras aplicaciones ya están dando resultados en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana y van a afectar de forma directa en tres áreas principales: el diagnóstico médico, el tratamiento y el nuevo enfoque político-sanitario de las enfermedades.
Ventajas de la secuenciación masiva
Y es que, como asegura el Dr. Javier Benítez, Director del Programa de Genética del Cáncer Humano del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) de Madrid, tanto desde el punto vista investigador, como clínico, sociosanitario y económico, “está totalmente justificada la inversión y aplicación de tecnologías de secuenciación masiva de genes”. En su opinión, “no sólo por el ahorro económico que supondría y por el mejor diagnóstico que conllevaría, sino que también mejoraría el asesoramiento genético y la orientación terapéutica a seguir en pacientes con enfermedades genéticamente heterogéneas”.
Según recomienda el Dr. Benítez, “se tendrían que llevar a cabo estos estudios en centros o empresas con una gran experiencia y conocimiento en este ámbito, y que tuviesen un fuerte apoyo bioinformático”; en cambio, advierte, “si se atomiza su uso, y en cada hospital se pretende tener un laboratorio de secuenciación masiva, su implantación sería un fracaso”.
La secuenciación masiva ha venido a solventar el alto coste y el prolongado tiempo de espera asociado al estudio de los genes. Este recurso no sólo permite analizar el genoma completo de un individuo o de un tumor sino también estudiar las enfermedades genéticamente heterogéneas.
El tiempo ya no es un problema; a juicio del Dr. Benítez, “da prácticamente lo mismo secuenciar dos que 10 ó 30 genes a la vez”. Además, el coste disminuye drásticamente; el coste de estos paneles de genes es asequible, oscilando generalmente entre los 1.000 y los 2.500 euros. Gracias a sus resultados, en muchas ocasiones cambiará drásticamente el pronóstico del individuo, de la familia y también el tratamiento.
Los paneles de genes son ya una realidad. En Estados Unidos (Universidad de Harvard), Europa (Celgene) y en España (Sistemas Genómicos) existen universidades y compañías que llevan un par de años trabajando con gran éxito en este campo. Como recomienda el Dr. Javier Benítez, “los paneles deben incorporarse a la práctica clínica porque suponen un gran ahorro en nuestra sanidad y un avance muy significativo en el conocimiento, diagnóstico, prevención y tratamiento de las enfermedades genéticamente heterogéneas”.
La aportación de los paneles de genes El diseño de sistemas de diagnóstico basados en paneles de genes sigue una serie de pasos que implican un trabajo colaborativo multidisciplinar entre grupos de médicos clínicos, expertos en Genética Médica y bioinformáticos.
Son muchos los paneles genéticos que se han desarrollado en los últimos años, apoyados en la tecnología de secuenciación masiva. España ocupa un lugar privilegiado en este ámbito, gracias a las aportaciones que se están haciendo desde Sistemas Genómicos, que comenzó a trabajar con datos de NGS en el año 2008, siendo la primera empresa privada en España en tener un secuenciador masivo y en generar un sistema de diagnóstico basado en paneles de genes secuenciados por NGS. Como detalla Sheila Zuñiga, de la Unidad de Bioinformática, de Sistemas Genómicos, “nuestro trabajo durante los últimos años se ha centrado en el desarrollo de soluciones orientadas al diagnóstico genético de enfermedades de heterogeneidad genética y, por lo tanto, hemos tenido la oportunidad de validar nosotros mismo varias de las plataformas de secuenciación y distintos sistemas de captura, siendo capaces de elegir aquellas combinaciones que nos proporcionan unos resultados más óptimos”.
En estos momentos, esta compañía realiza el diagnóstico de aproximadamente 300 enfermedades heterogéneas, con el análisis de alrededor de 1000 genes, y comercializa paneles de genes que son referencia mundial para la detección de un elevado e importante grupo de enfermedades. Durante este simposio se profundizará en las características y ventajas que aportan estos nuevos recursos.
- En enfermedades cardiogenéticas
Entre los paneles de genes desarrollados, destaca el Cardio GeneProfile®, un panel de cardiogenética que incluye fundamentalmente aquellos genes relacionados con muerte súbita originada en miocardiopatías, trastornos del ritmo cardíaco o aneurismas de aorta. Como explica la Dra. Sonia Santillán, Directora de la Unidad de Genética Médica de Sistemas Genómicos, “tras tres años de intenso trabajo, desde la planificación
y desarrollo del primer panel de cardiogenética hasta esta fecha, hemos podido diagnosticar desde el punto de vista genético a pacientes que no conocían su implicación en este campo y establecer la severidad de su trastorno al conocer la implicación de una o más mutaciones en su fenotipo”; en su opinión, “con estos resultados, se ha podido asesorar genéticamente al paciente y a su familia, estableciendo los riesgos de recurrencia y las posibilidades de diagnóstico reproductivo”. - En enfermedades neurogenéticas No menos trascendental e innovador resulta el panel de neurogenética (NEURO GeneProfile® 285), que aborda especialmente ataxias primarias y secundarias, Charcot Marie Tooth, paraplejias espásticas, enfermedad de Parkinson y miastenia. Este test es fruto de una colaboración pública-privada entre la empresa Sistemas Genómicos y los institutos de investigación públicos Germans Trias y Pujol en Badalona e IDIBELL en l’Hospitalet.
Como explica el Dr. Antoni Matilla, jefe de la Unidad de Neurogenética Molecular del Instituto Germans Trías i Pujol, “es una nueva herramienta de diagnóstico genético de enfermedades neurológicas que utiliza tecnologías de secuenciación del ADN de última generación y que nos permite la secuenciación simultánea de todos los genes asociados o responsables a una patología o grupo de patologías relacionadas (en este caso neurológicas)”.
En opinión de este experto, “el uso de este panel puede ser muy necesario, ya que en la mayoría de casos una patología neurológica tiene muchas causas genéticas diferentes: identificarlas con métodos de secuenciación del ADN tradicionales, como se venía haciendo hasta la fecha, era en el 90% de los casos materialmente imposible, por los costes necesarios y el tiempo empleado necesario”. Por el contrario, afirma, “utilizando el NEURO GeneProfile® 285 se pueden secuenciar muchos genes simultáneamente en menos de 3 meses a un coste muy económico y asequible, lo que permitirá aumentar el porcentaje de pacientes diagnosticados a nivel genético”.
- En cáncer de mama y ovario
Por su trascendencia clínica y la alta prevalencia de la enfermedad, resulta también de especial interés el panel de cáncer de mama y ovario (MAMA GeneProfile®), que incluye el análisis pormenorizado (por medio de tecnología de secuenciación masiva) de los dos genes más frecuentemente involucrados en este tipo de tumores (BRCA1 y BRCA2).
Para la Dra. Ana Osorio, del Programa de Genética de Cáncer Humano del CNIO, no cabe la menor duda sobre “la gran mejora, en cuanto a sensibilidad, tiempo de respuesta y abaratamiento del coste que ha supuesto la introducción de la secuenciación masiva para el análisis genético de BRCA1/2 frente al resto de técnicas que hemos venido utilizando hasta ahora”.
A pesar de que la técnica gold estándar para el análisis de BRCA1/2 es la secuenciación por el método de Sanger, el alto coste en tiempo y dinero que supone ha llevado a utilizar técnicas de cribado previo que son más rápidas y baratas pero menos sensibles. La secuenciación masiva, según la Dra. Osorio, “aúna una alta sensibilidad, muy bajo tiempo de respuesta y abaratamiento del estudio”, lo que tiene importantes consecuencias clínicas, sobre todo porque “el resultado del test genético puede llevar a tomar decisiones importantes en cuanto al tipo de seguimiento a realizar en los pacientes e incluso a tomar decisiones sobre la indicación de realizar una cirugía profiláctica, por ejemplo”.
- En hipoacusias
El diagnóstico genético-molecular de los trastornos auditivos es útil para el paciente, para sus familiares y para los doctores que le tratan; por todo ello, está siendo crecientemente demandado. Recientemente, se ha lanzado el panel de hipoacusias (OTO GeneProfile®), que permite abordar todos los modelos hereditarios descritos de esta patología.
Como aclara el Dr. Ignacio del Castillo, del Servicio Genética Molecular del Hospital Ramón y Cajal, Madrid, “el diagnóstico molecular de los trastornos auditivos se ve dificultado por su elevada heterogeneidad genética”: hay un gran número de genes involucrados y la mayoría de las mutaciones patogénicas son “privadas”, es decir, se encuentran en un paciente pero no se vuelven a encontrar en otros. Las técnicas clásicas solamente permiten examinar un pequeño número de genes, por problemas de tiempo, esfuerzo y coste económico. Los paneles de mutaciones conocidas dispuestas en microarrays tienen una utilidad muy limitada, dada la abundancia de mutaciones privadas que existen en estos casos.
En este contexto, argumenta el Dr. Ignacio del Castillo, “las nuevas tecnologías de secuenciación masiva son la solución al problema, ya que se examinan decenas de genes simultáneamente y en poco tiempo, lo que hace posible encontrar mutaciones ya conocidas y también mutaciones que se ven por primera vez”. Por ello, este experto llama la atención sobre los beneficios que se obtienen con el empleo del panel OTO GeneProfile®; tal y como explica, “es un panel de secuenciación NGS que permite examinar a la vez 67 genes involucrados en hipoacusias: incluye todos los genes conocidos de hipoacusias no sindrómicas y también genes responsables de síndromes en los que la hipoacusia es el primer signo clínico que se manifiesta”.
Así, por ejemplo, se estima que en hipoacusias recesivas las técnicas clásicas permiten elucidar aproximadamente el 40% de los casos, mientras que con el panel OTO GeneProfile® se calcula que esta cifra puede alcanzar al 70%
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- En osteodisplasias y colagenopatías
También de reciente aparición es el panel de osteodisplasias y colagenopatías (OSTEO GeneProfile®), que incluye la detección de trastornos tales como la osteogénesis imperfecta (o enfermedad de los huesos de cristal). Es un diseño molecular que incopora el análisis, por medio de innovadora tecnología de secuenciación masiva, de 229 genes relacionados con osteodisplasias y trastornos del colágeno de origen heterogéneo.
Según la Dra. María del Pilar Gutiérrez, endocrinóloga del Hospital de Getafe, “para estos pacientes y sus familias el estudio genético es esencial, y nos permite emitir un consejo genético más orientado”. En concreto, según especifica, “disponer de un test como éste aporta grandes ventajas a los pacientes y a sus padres”. Gracias al OSTEO GeneProfile®, es posible realizar en los pacientes un estudio genético preimplantacional o en los primeros momentos de la gestación, para confirmar o descartar esta patología. Por otra parte, afirma la Dra. Gutiérrez, “a los padres con un hijo afectado, además del consejo genético, este análisis genético les permite plantearse el tener o no otro hijo”.
