Entendiendo la Secuenciación del Exoma



ADN, Genes y Proteínas

El ácido desoxirribonucleico mejor conocido ADN es una molécula impresionante la cual guarda y contiene toda la información que construye y mantiene al organismo. Todo el ADN está constituido por bases llamadas Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C), cada una de estas bases están unidas a azúcar y a un fosfato. Se puede pensar al ADN como un gran recetario que contiene todas las recetas para hacer cada parte del cuerpo. Por otro lado, cada gen sería una receta especial y única para producir una proteína y esta receta está escrita en una secuencia única de bases. ¿Ahora bien, qué es una proteína? Cada proteína sería el alimento que consigues al terminar una receta. Dentro del cuerpo las proteínas son el grupo de moléculas más versátiles porque hacen un sin fin de cosas, cada proteína tiene un rol específico en el cuerpo, algunas son como cimientos para construir, otras sirven como transporte, otras ayudan a defender nuestro cuerpo, unas proteínas llamadas hormonas sirven para que las células se comuniquen, otras cargan nutrientes, algunas ayudan en el movimiento de los músculos, otras controlan el crecimiento y un grupo de proteínas llamadas enzimas aceleran procesos metabólicos; lo cierto es que las proteínas hacen una gran variedad de tareas.

Las partes de un gen

Cada persona tiene dos copias de cada gen, una otorgada por la madre y la otra por el padre. Los genes se guardan en los cromosomas que son ADN que está súper condensado. Los genes están codificados por cuatro químicos llamados bases. Las cuatro bases: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) o Citosina (C). Todos los genes juntos construyen el genoma el cual se guarda en el ADN. Cada gen tiene una secuencia de las bases Adenina, Timina, Guanina y Citosina las cuales son únicas. Esta secuencia única son las instrucciones para construir una proteína específica. Ahora dentro de un gen existen dos regiones llamadas intrones y otras llamadas exones. Los intrones son partes no codificantes, en otras palabras no ayudan a hacer una proteína, son como espacios en blanco. Los exones, por otro lado, tienen la función de codificar y son los que en realidad tienen las instrucciones de construcción de una proteína.


Mutaciones

Una mutación es un cambio en el ADN. Una mutación no tiene que ser mala siempre pero hay mutaciones que sin duda son malas para la salud. Las mutaciones se pueden clasificar en mutaciones recesivas o dominantes. Recuerda que hay dos copias de cada gen y esto crea un sistema de seguridad, si un gen falla el otro puede seguir funcionando con normalidad. Las mutaciones recesivas son aquellas donde las dos copias del gen tienen que estar mal para causar un cambio. Las mutaciones dominantes son mucho más potentes, basta con que solo una copia del gen este mal para causar cambios en el organismo. Las mutaciones se pueden catalogar así mismo en tres categorías: missense o equivocación, nonsense o sin sentido y frameshift o cambio de lectura. Las mutaciones de equivocación ocurren cuando se agrega un aminoácido incorrecto a la proteína, puedes pensarlo como si en una receta estuviese un ingrediente incorrecto. En la mutación sin sentido lo que ocurre es que la proteína no se acaba de construir, puedes pensarlo como si a la receta le faltarán ingredientes. Finalmente, la mutación de cambio de lectura causa que se agreguen los ingredientes en desorden. Algunas mutaciones ocasionan que las proteínas no funcionen o trabajen pobremente o incluso que no se produzcan. En los casos donde las proteínas no funcionan bien ocurre una enfermedad.

Pruebas de genes

Hay diferentes tipos de pruebas de genes. Las pruebas de losmgenes “leen” los genes para ver que estén correctos. Una prueba puede leer un solo gen, otra puede buscar información perdida y otra puede leer todos los genes, esta última prueba se llama secuenciación del exoma.


Qué es la secuenciación del exoma

La secuenciación del exoma es una herramienta de diagnóstico genético exhaustiva que identifica los cambios en el ADN del paciente en la cual se analizan los 20.000 genes que forman el exoma. En la secuenciación del exoma el laboratorio usará tecnología de secuenciación de nueva generación para leer todos tus exomas que son la parte codificante del gen. Así el laboratorio puede encontrar los genes que están mutados y por lo tanto no funcionen adecuadamente creando proteínas subóptimas las cuales no cumplen bien su función dando como resultado enfermedades.

Este análisis de laboratorio es como tener a alguien que lea que todas las recetas en tu recetario están bien. El laboratorio puede encontrar mutaciones (cambios en la receta) las cuales cambian la actividad de la proteína. Puede haber mutaciones donde la secuencia del gen tenga solo una letra de cambio y a causa de ello la proteína ya no funcione bien. Incluso puede haber cambios más complejos donde desaparezcan ingredientes o cambios donde se agregan ingredientes. Sea cual sea el caso estos cambios en la receta causan una enfermedad la cual con este análisis se puede diagnosticar.

Qué es una enfermedad rara

Una enfermedad rara es aquella que afecta a una baja proporción de la población. En México se considera una enfermedad rara cuando afecta a menos de 5 por cada 10 mil habitantes. En Estados Unidos es cuando afecta a menos de 200.000 personas en todo el país. Finalmente en la Comunidad Europea es cuando afecta a 1 en 2000. Dependiendo del lugar cambia un poco la definición de enfermedad rara pero lo que queda claro es que afectan a una baja proporción de la población.


Para qué se realiza la secuenciación del exoma

Con más de 7000 enfermedades raras de las cuales aproximadamente el 80% están ligadas a una mutación en los genes, la secuenciación del exoma es una herramienta diagnóstica de gran valor. Encontrar un diagnóstico para una enfermedad rara puede ser toda una odisea que no solo es cansada emocionalmente y físicamente sino que puede resultar económicamente dañina. Por ello con la secuenciación del exoma podemos encontrar en casi el 50% de los casos el diagnóstico acertado. Encontrar un diagnóstico no solo nos puede dar paz mental sino que inmediatamente tu médico puede tomar el mejor tratamiento para tu enfermedad.

Cuándo se recomienda realizar una secuenciación del exoma

· Cuando uno presenta enfermedades poco conocidas.

· Si ya se han realizado pruebas genéticas y estas no han dado un diagnóstico.

· Cuando el fenotipo clínico puede coincidir con más de una enfermedad genética.

· Cuando el fenotipo clínico no corresponde a ninguna enfermedad conocida.

· Cuando el diagnóstico es incierto ya que los signos y síntomas se traspasan entre varias enfermedades genéticas.

· Cuando se sospecha de una enfermedad genética la cual no tiene otro método diagnóstico fuera de la secuenciación de exoma.

· Signos y síntomas complejos, poco específicos para los cuales no se encuentra un diagnóstico claro.

· Sospecha de desbalances cromosómicos.

· Sospecha de enfermedades mitocondriales.

· Presentaciones de enfermedades severas en la infancia.


Cómo se realiza la prueba

En esta prueba se le toma una muestra sanguínea al paciente y en algunos casos a sus padres. En el laboratorio se extrae ADN de la sangre posteriormente se realiza una librería de preparación que significa se parte el ADN en muchos pedacitos pequeños para que sea fácil de leer. El siguiente paso en el laboratorio es secuenciar los exomas, con tecnología de secuenciación masiva de nueva generación se copian los fragmentos de ADN muchas veces. Después se identifican las variantes genéticas usando un programa bioinformático. Las variantes encontradas son analizadas para determinar si son patológicas o no comparándolas con ADN que se sabe es sano. Se realiza la confirmación de variantes donde el laboratorio se asegura de que no haya falsos positivos. Finalmente se entrega un reporte para el médico y el paciente.

Cuáles son los posibles resultados

El Colegio Americano de Medicina Genética y Genómica utiliza 5 términos para el diagnóstico de las variantes de los genes.

  1. Variante Patológica

  2. Variante Posiblemente Patológica

  3. Variante Incierta

  4. Variante Posiblemente Benigna

  5. Variante Benigna

La variante patológica se considera positiva y lo que significa es que hay una alteración genética que desarrolla la enfermedad. Un resultado posiblemente patológico se refiere a que la variante genética tiene más de 90% de ser patológica. Una variante incierta es aquella que no ha demostrado ser patológica o benigna; aún no se conoce a profundidad. Una variante posiblemente benigna se refiere a que la variante genética tiene una probabilidad de más del 90% de ser benigna. Finalmente una variante benigna es aquella que no aumenta la probabilidad de generar un cáncer.

Referencias


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