La secuenciación del transcriptoma mejora la tasa de diagnóstico de enfermedades mendelianas

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

En los últimos años, la secuenciación del ADN ha revolucionado la forma de diagnosticar las enfermedades de base hereditarias. Sin embargo, a pesar de su gran potencial y alcance, la secuenciación de ADN todavía presenta algunas limitaciones que impiden poder detectar cualquier modificación genética, lo que lleva a que muchos pacientes sigan sin poder ser diagnósticados.

Un reciente estudio publicado en el Science Translational Medicine plantea que la secuenciación del transcriptoma puede mejorar la tasa de diagnóstico de las enfermedades mendelianas en aquellos pacientes para los que los análisis genéticos más convencionales no han proporcionado un diagnóstico.

En el trabajo, los investigadores combinan la información genética obtenida del ADN con resultados de secuenciación del ARN e  información de las bases de datos de referencia. Inicialmente, el equipo puso a punto la aproximación en un grupo de trece pacientes con enfermedades musculares genéticas que habían sido ya diagnosticadas. En ellos, secuenciaron el ARN obtenido del transcriptoma del tejido muscular afectado por la enfermedad y buscaron marcas de procesado alternativo anómalo del ARN mensajero. En estos casos, buscaron en la secuencia de ADN disponible si había variantes genéticas que pudieran afectar también al procesado.

 

secuenciacion transcriptoma

La secuenciación del transcriptoma permite detectar alteraciones en el procesado del ARN mensajero.

 

Una vez establecido un protocolo de trabajo, los investigadores aplicaron el mismo método a un grupo de 50 pacientes en los que las pruebas genéticas convencionales basadas en ADN, no habían permitido establecer un diagnóstico genético. En este grupo pudieron obtener un diagnóstico en un 17 de los pacientes, lo que apoya la utilización de la secuenciación del ARN como método complementario para el diagnóstico molecular en un ámbito clínico.

“Para algunos pacientes, sabemos que hay variación en el genoma humano, con un efecto sobre el transcripto, que no hemos podido capturar mediante nuestros métodos tradicionales de secuenciación,” señala Daniel MacArthur, investigador en el Broad Institute y el Massachusetts General Hospital y director del trabajo. “Con la secuenciación del ARN, fuimos capaces de tomar un conjunto de pacientes que habían pasado por una odisea diagnóstica, a menudo de muchos años, para los que muchos métodos habían sido utilizados para intentar detectar la causa de su enfermedad sin éxito, y encontrar las respuestas biológicas que tecnologías previas habían pasado por alto.”

 

Los resultados del trabajo proporcionan evidencias de la utilidad de la secuenciación del ARN como herramienta diagnóstica de enfermedades hereditarias, en un ámbito clínico, en combinación con el análisis del ADN, cuando éste último no ha proporcionado un diagnóstico.

 

Además de demostrar la utilidad de la secuenciación del ARN, el equipo descubrió una nueva causa de una distrofia muscular asociada al colágeno VI. Al analizar la secuencia de ARN del músculo de 4 pacientes no relacionados, los investigadores detectaron la inclusión de un intrón en el gen COL6A1, que lleva una alteración en una región repetitiva del colágeno y afecta a su estructura. Interesados por este resultado, el equipo decidió buscar anomalías en el gen COL6A1 en otros pacientes con los mismos síntomas y una distrofia no diagnosticada que afectara al colágeno VI y encontró que la variante estaba presente en 27 pacientes más. Los investigadores estiman que hasta un cuarto de los casos de distrofia muscular asociada a alteraciones del colagéno VI que no presentan mutaciones en la secuencia codificante de los tres genes del colágeno VI podrían ser debidos a esta variante genética.

“Resultó ser una causa bastante frecuente de la enfermedad, que debido al alcance limitado de las pruebas genéticas en ese punto, simplemente no habíamos sido capaces de reconocer,” señala Carsten Bönnemann, neurólogo pediatra e investigador en el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Apoplejía. “El resultado tuvo un impacto diagnóstico mayor más allá de nuestra cohorte inicial.”

Por último, el trabajo también plantea la posibilidad de utilizar secuenciación de ARN con fines diagnósticos partir de tejidos alternativos, cuando no es posible analizar el tejido afectado por la enfermedad, bien de muestras obtenidas en otra parte del cuerpo, bien a partir de células madre pluripotentes derivadas de los pacientes.

Los resultados del trabajo proporcionan evidencias de la utilidad de la secuenciación del ARN como herramienta diagnóstica de enfermedades hereditarias, en un ámbito clínico, en combinación con el análisis del ADN, cuando éste último no ha proporcionado un diagnóstico. “En último término nuestra esperanza es proporcionar un diagnóstico molecular definitivo a cada paciente que vive con un trastorno neuromuscular genético,” concluye Bönnemann. “Tener el diagnóstico es un prerrequisito para llevar a cabo tratamientos más precisos o dirigidos a mutaciones en un paciente, los cuales están en la actualidad en desarrollo.”

Investigación original: Cummings BB, et al. Improving genetic diagnosis in Mendelian disease with transcriptome sequencing.  Sci Transl Med. 2017. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aal5209

Fuente: RNA sequencing applied as a tool to solve patients’ diagnostic mysteries. https://www.broadinstitute.org/news/rna-sequencing-applied-tool-solve-patients%E2%80%99-diagnostic-mysteries

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