3er lugar de la convocatoria “La revolución de la genética en la práctica médica”-Secuenciamiento Masivo de DNA como herramienta de diagnóstico prenatal.

Secuenciamiento Masivo de DNA como herramienta de diagnóstico prenatal.

Siendo el periodo de gestación un momento tan delicado en la historia de vida tanto de la madre, como del feto; la búsqueda de nuevos métodos de diagnóstico prenatal ha sido una constante en la investigación médica.

La búsqueda de anomalías en el desarrollo del feto supone un gran desafío aun hoy en día pues su condición lo vuelve extremadamente vulnerable ante cualquier acción proveniente del exterior motivo por el cual aún los más cuidadosamente estandarizados y realizados métodos para toma de muestra de tejidos fetales suponen un riesgo latente y constante que puede derivar en daños en el desarrollo o bien, en la pérdida del feto. Por otra parte, las técnicas relacionadas a la imagenología además de ser difíciles de interpretar tienen una ventana temporal muy corta en las cuales pueden ser realizadas.

Sin embargo, con el constante avance de las tecnologías dedicadas a la secuenciación génica se ha vuelto posible detectar anomalías del desarrollo originadas por defectos genéticos, más específicamente aneuploidias como el síndrome de Down.

Con el descubrimiento de en 1997 por parte del doctor Dennis Lo sobre DNA correspondiente al cromosoma Y en el plasma sanguíneo de madres embarazadas de varones y la posterior aproximación del valor de DNA fetal circulante en plasma sanguíneo (3%) se dio el primer paso para gestar metodologías que permitieran detectar anomalías cromosómicas en el feto(1).

Si bien el descubrimiento de DNA fetal en el plasma sanguíneo prometía innovadoras y menos invasivas técnicas para el diagnóstico; el principal reto a superar era poder realizar un diagnóstico confiable y reproducible con tan poca cantidad de DNA.

La Reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés) permitió trabajar con cantidades ínfimas de DNA al amplificar las muestras de DNA en sangre (figura 1), aun así, todavía era necesario determinar el origen de dichos fragmentos de DNA y si ellos podrían suponer una trisomía.

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Fig.1. Mecanismo de la reacción en cadena de la polimerasa. Esta técnica permite la amplificación de DNA con ayuda de moléculas de DNA polimerasa, nucleótidos libres y primers

Este último problema quedo resuelto con la ayuda de las técnicas de secuenciación masiva que permitían secuenciar pequeños fragmentos de DNA y determinar su origen por medio de alineamientos con secuencias de conocidas de DNA.

Chiu et al. (2) Permitieron la identificación del síndrome de Down (trisomía 21) por medio de la amplificación masiva y secuenciación shotgun (MPSS por sus siglas en inglés) (figura 2) de fragmentos de 36 pares de bases; esto permitió la alineación y posterior cuantificación de todos los fragmentos que contaran con una única alineación posible y determinar la representatividad de fragmentos correspondientes al cromosoma 21 con respecto al total de DNA cuantificado.

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Múltiples estudios como el de Chiu et al. se han realizado enfocándose en el diagnóstico de las trisomías 21 y 18 reportando en conjunto valores de sensibilidad por secuenciación masiva como una opción confiable y segura para detectar trisomías durante la gestación.

Si bien realizar este tipo de estudios resulta costoso; Palomaki et al. (3) reporta que en conjunto, realizar análisis invasivos a 100,000 mujeres embarazadas con riesgo de dar a luz a un bebe con síndrome de Down contra realizar estudios por medio de técnicas de secuenciación masiva ahorraría cerca de 100 millones de dólares y prevendría a perdida de 480 bebes producto de pruebas invasivas.

Aun así, la investigación para abaratar y aumentar la eficiencia de estas técnicas continua con paso firme. Liao et al. (4) ha generado una variante del método antes mencionado en él se secuencian selectivamente fragmentos de DNA que pueden corresponder con el DNA del cromosoma 21, minimizando la cantidad de análisis y abaratando el proceso.

Las ciencias genómicas siguen avanzando con ritmo constante y con ello se generan nuevas aplicaciones médicas; su relevancia en la detección temprana de síndromes aun durante la etapa de gestación supone un gran incentivo y reto a la vez. Es menester nuestro como comunidad científica estar al tanto de dichos avances y apoyarlos en la medida de lo posible.

Bibliografía.

  1. Lo, Y. M. D. (2012). Non-invasive prenatal diagnosis by massively parallel sequencing of maternal plasma DNA. Open Biology, 2(6), 1-5.
  2. Chiu, K. W. R., Chan, K. C., Gao, Y., Lau, Y. M., Zheng, W., Leung, T. Y.,…Lo, Y. M. D. (2008). Noninvasive prenatal diagnosis of fetal chromosomal aneuploidy by massively parallel genomic sequencing of DNA in maternal plasma. PNAS, 105 (51), 20458 –20463.
  3. Palomaki, G. E., Kloza, M. E., Lambert-Messerlian, G. M., Haddow, J. E., Neveux, L. M., Ehrich, M.,…Canick, J. A. (2011). DNA sequencing of maternal plasma to detect Down syndrome: An international clinical validation study. Genetics IN Medicine, 13(11), 913-920.
  4. Liao, J. W., Lun, M. F., Zheng, W. L., Chan, K. C., Leung, T. Y., Lau, T. K.,…Lo, Y. M. D. (2011). Targeted Massively Parallel Sequencing of Maternal Plasma DNA Permits Efficient and Unbiased Detection of Fetal Alleles. Clinical Chemistry, 57(1), 92-101.

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