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Diagnóstico de enfermedades mendelianas mediante secuenciación de ARN

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

secuenciación del ARN

La utilidad de la secuenciación del ARN en el diagnóstico de las enfermedades mendelianas se extiende más allá de aquellas musculares afectadas por alteraciones en el procesado del ARN.

La secuencia del ADN incluye muchas de las claves para entender el desarrollo de las enfermedades hereditarias. En los últimos años, el análisis de exomas o parte del genoma que codifica para proteínas, ha permitido mejorar el diagnóstico de las enfermedades genéticas, especialmente de las mendelianas, causadas por mutaciones en genes concretos. No obstante, a pesar de que la capacidad de análisis e interpretación del ADN ha mejorado, una importante proporción de pacientes queda todavía por diagnosticar. Por una parte, en ocasiones es difícil filtrar qué variantes  tienen un significado funcional dentro de las muchas que se identifican. Por otra, el exoma cubre aproximadamente un 2% del genoma y fuera de él quedan regiones reguladoras y promotoras de la expresión génica que pueden influir en la cantidad de ARN mensajero que se produce, o incluso en su procesado. Por esta razón, secuenciar el ARN, producto directo del ADN puede aportar información complementaria a la secuenciación del ADN y contribuir al diagnóstico molecular de las enfermedades hereditarias.

Recientemente, un estudio planteaba que la secuenciación del transcriptoma mejoraba el diagnóstico de las enfermedades musculares genéticas en aquellos pacientes en los que la secuenciación del ADN no había proporcionado resultados positivos. En el trabajo, la secuenciación de ARN permitía identificar mutaciones que afectaban al procesado del ARN y con él a la estructura de la proteína resultante.

Un nuevo artículo, publicado en Nature Communications, refuerza  esta idea, al demostrar que la utilidad de la secuenciación del  ARN en el diagnóstico de las enfermedades mendelianas se extiende más allá de aquellas musculares afectadas por alteraciones en el procesado del ARN.

En este caso, los investigadores responsables del trabajo enfocaron sus esfuerzos en las enfermedades mitocondriales, debido a que éstas son responsables de la mayor parte de los defectos congénitos del metabolismo y el amplio rango de síntomas que presentan dificulta el diagnóstico molecular mediante secuenciación de exomas y genomas.

El equipo secuenció el ARN de 105 líneas celulares de fibroblastos derivadas de pacientes con sospecha de enfermedad mitocondrial, en los que el análisis del genoma no había proporcionado información suficiente para determinar las claves de la enfermedad. A partir de los datos obtenidos tras la secuenciación del ARN y del ADN los investigadores evaluaron si se producía expresión aberrante de algún gen, si el procesado alternativo estaba alterado o si se había expresión preferencial de unos alelos o formas del gen, respecto a otros. Por último, los cambios identificados fueron validados mediante experimentos funcionales.

La secuenciación del ARN permitió diagnosticar un 10% de los pacientes analizados e identificó genes candidatos para los otros. Entre las alteraciones genéticas encontradas el equipo encontró un gen expresado de forma aberrante, cinco eventos diferentes de procesado alternativo alterado y seis casos de expresión monoalélica.

La aproximación de estudiar el ARN a partir de fibroblastos de la piel parece ser acertada para las enfermedades mitocondriales. Estas condiciones suelen afectar a tejidos con elevada demanda energética (como el cerebro o el músculo cardiaco) y los defectos genéticos pueden no manifestarse en los  fibroblastos. No obstante, en tanto puedan detectarse las anomalías en el material hereditario, ya supone un paso hacia adelante.

“Una ventaja particular de este método es que la secuenciación del ARN revela dónde se encuentran los errores en la ejecución del código del ADN,” señala Daniel Bader, uno de los autores del trabajo.” Incluso cuando no hay variación en las instrucciones de una molécula dada, variaciones en las partes no codificantes del genoma pueden influir en cómo se interpretan las instrucciones.”

El método utilizado en el artículo puede adaptarse para analizar otras enfermedades genéticas. Los investigadores predicen que en el futuro la secuenciación del ARN será una herramienta complementaria a la secuenciación del ADN, esencial para estudiar los casos no diagnosticados de enfermedades genéticas. “Para encontrar las causas de las enfermedades genéticas raras es esencial investigar también la parte no codificante del genoma,” indica Julien Gagneur, uno de los directores del trabajo. “Y eso es exactamente lo que nuestro método puede hacer.”

Investigación original: Kremer LS, et al. Genetic diagnosis of Mendelian disorders via RNA sequencing. Nat Commun. 2017 Jun 12;8:15824. doi: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15824

Fuente: Rare genetic disorders: new approach uses RNA in search for genetic triggers. https://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/detail/article/33970/

 

 

 

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