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Una prueba para 400 enfermedades hereditarias
Los investigadores han desarrollado una nueva prueba diseñada para detectar simultáneamente mutaciones genéticas involucradas en más de 400 enfermedades graves. La prueba, que demostró ser muy precisa, inicialmente tiene como objetivo evaluar a los futuros padres en busca de mutaciones relacionadas con trastornos hereditarios raros.
Enfermedad de las manchas: La columna blanca en el medio de este diagrama de secuencia de ADN destaca una supresión de cuatro letras en el genoma que está relacionada con un trastorno llamado síndrome de Lesch-Nyan. El trastorno, que ataca en la infancia, causa graves problemas físicos y mentales.
Gracias a la tecnología de secuenciación de bajo costo, los científicos tienen como objetivo ofrecer la prueba por solo unos pocos cientos de dólares, similar al costo de las pruebas actualmente disponibles para detectar enfermedades individuales o un puñado de trastornos.
Queremos que esta prueba esté disponible de la misma manera que Tay-Sachs y las pruebas de fibrosis quística lo han hecho, dice Stephen Kingsmore , director científico del Centro Nacional de Recursos Genómicos y autor principal del estudio. Tay-Sachs, un trastorno hereditario poco común, ataca en la infancia y suele ser fatal durante los primeros años de vida. Cuarenta años de experiencia con Tay-Sachs dieron como resultado que ese terrible trastorno se erradicara prácticamente en América del Norte, dice. Esto es solo en una escala mayor.
La nueva prueba, que lee la secuencia de aproximadamente 2 millones de letras de ADN repartidas en 7.000 fragmentos diferentes, está diseñada para detectar mutaciones en genes que se han relacionado con los llamados trastornos mendelianos recesivos, como la fibrosis quística y Tay-Sachs. Las personas que heredan dos copias mutantes del gen relevante tienen la garantía de desarrollar la enfermedad, mientras que las personas con una sola copia no lo harán. Estas enfermedades a menudo atacan temprano en la vida con graves consecuencias, que incluyen discapacidad grave y muerte. Y aunque son raros individualmente, juntos representan alrededor del 20 por ciento de la mortalidad infantil.
Hacer pruebas a los posibles padres para detectar estas mutaciones puede ayudarlos a prevenir o planificar las enfermedades. Las parejas que son portadoras de mutaciones en un gen ligado a una enfermedad en particular podrían optar por adoptar, realizar pruebas genéticas en embriones fertilizados in vitro o realizar pruebas prenatales y interrumpir los embarazos afectados.
Si bien se han relacionado más de 1,000 genes con trastornos mendelianos recesivos, las pruebas ahora disponibles para los futuros padres solo detectan los más comunes, como la fibrosis quística, y se ofrecen principalmente a los padres en grupos de alto riesgo. Los judíos asquenazíes corren un riesgo particular de portar mutaciones de Tay-Sachs, por ejemplo.
Ser capaz de detectar más de 400 enfermedades raras es realmente un avance importante, dice Eric Topol , director del Instituto de Ciencias Traslacionales Scripps, que no participó en el estudio. Hoy no tenemos nada parecido a eso.
El principal impedimento para un cribado genético amplio ha sido el costo, ya que el tipo de secuenciación del ADN que se usa en la mayoría de las pruebas de diagnóstico clínico es muy costoso. Kingsmore y sus colaboradores aprovecharon la última tecnología de secuenciación, que puede secuenciar volúmenes mucho mayores de ADN de forma más rápida y económica. Esta tecnología ya ha transformado la investigación genética, pero ha tardado en llegar al uso médico.
Una gran pregunta es si es lo suficientemente robusto para usarse en pruebas clínicas en humanos, dice Kingsmore. Según sus hallazgos, publicados el miércoles en Medicina traslacional de la ciencia , la respuesta es sí. En comparación con otra tecnología, microarrays diseñados para detectar mutaciones genéticas específicas, el enfoque basado en secuenciación fue 99,98 por ciento exacto. Y las pruebas de seguimiento del ADN de 100 personas con una mutación conocida fueron 100 por ciento precisas. (El equipo de Kingsmore en realidad descubrió que varias de las muestras originales habían sido clasificadas erróneamente).
La ventaja de una prueba basada en secuenciación sobre una que usa microarrays es que esta última solo puede detectar mutaciones conocidas. La secuenciación, por otro lado, puede detectar cualquier variación en los genes relacionados con la enfermedad, incluso si nunca se ha visto antes. (Para algunas enfermedades, algunas mutaciones comunes explican la mayoría de los casos de la enfermedad, pero para otras, muchos tipos diferentes de mutaciones pueden alterar el gen relevante). Una prueba de detección integral lanzada el año pasado por una startup llamada Counsyl prueba solo para mutaciones conocidas . Eso es un problema, dice Kingsmore, porque no tenemos un buen catálogo de mutaciones para la mayoría de las enfermedades.
Para desarrollar la nueva prueba, el equipo modificó la tecnología existente para seleccionar porciones relevantes del genoma uniendo tramos de ADN complementario a las regiones de interés, sacándolos de una sopa de ADN. A continuación, utilizaron la tecnología de secuenciación de Illumina para analizar el ADN extraído. Desde que enviaron su artículo, los investigadores han ampliado la prueba para buscar mutaciones vinculadas a más de 600 condiciones diferentes.
Kingsmore dice que la prueba actualmente cuesta $ 618 para ejecutar, sin incluir los costos asociados con la comercialización. Él predice que el costo se reducirá en los próximos dos años. Su instituto, una organización sin fines de lucro que desarrolló la tecnología con fondos de un grupo de defensa de los pacientes, tiene como objetivo ofrecerla por $ 500, a la par con las pantallas de los operadores actuales.
El rápido progreso en la secuenciación hace posible recopilar la enorme cantidad de información de secuenciación a un costo manejable, dice Arthur Beaudet , presidente del departamento de Genética Molecular y Humana de Baylor College of Medicine, que no participó en el estudio. Y es muy probable que se vuelva más barato con el tiempo.
La prueba aún no está disponible para los futuros padres. Los investigadores ahora están comenzando a probar la tecnología en laboratorios clínicos, un paso necesario para que la Administración de Alimentos y Medicamentos la apruebe. Creemos que podremos ofrecerlo sobre una base de investigación en el verano de 2011, dice Kingsmore.