A pesar de los rápidos avances en las pruebas genéticas en las últimas décadas, más de la mitad de las personas en todo el mundo con sospecha de trastornos genéticos mendelianos no tienen un diagnóstico molecular preciso. Otros pasan por más de seis años de pruebas antes de recibir un diagnóstico.
Ahora, los investigadores de la KAUST (Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá) y otros científicos de toda Arabia Saudita han desarrollado 'NanoRanger', un método preciso y rápido para diagnosticar genéticamente dichas enfermedades en pocas horas, tal y como publican en 'Med'.
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"Se necesita urgentemente un diagnóstico genómico preciso y eficiente para mejorar los resultados de los pacientes y facilitar la detección de portadores", afirma Yingzi Zhang, candidata a doctora en la KAUST, supervisada por Mo Li, biólogo y profesor asociado en la KAUST "Este estudio se alinea con la Visión 2030 de Arabia Saudita: promover la atención médica a través de la innovación para mejorar la calidad de vida de todos los ciudadanos".
Los trastornos mendelianos, entre ellos los trastornos del sistema nervioso y del desarrollo intelectual, son causados por una alteración en un gen en particular o por una reorganización anormal en un segmento del genoma. Cada enfermedad tiene un "punto de quiebre" específico: la ubicación genómica de una variante estructural donde el ADN se elimina, reorganiza o invierte.
Si bien estas variantes pueden identificarse mediante técnicas de detección tradicionales, la gran complejidad de los reordenamientos hace que a menudo pasen inadvertidas. Las enfermedades mendelianas son hereditarias, en particular si ambos padres son portadores del mismo segmento defectuoso. Estas enfermedades son más frecuentes en regiones donde es habitual el matrimonio entre individuos emparentados (consanguinidad).
"NanoRanger utiliza estrategias simples de biología molecular para 'pescar' regiones genómicas que se sospecha que albergan mutaciones, eliminaciones o reordenamientos complejos", afirma Li.
La técnica es rentable y requiere solo una pequeña cantidad de ADN de un paciente o un posible portador.
NanoRanger toma una muestra de ADN genómico y utiliza unas tijeras moleculares llamadas enzimas de restricción para fragmentar el ADN en fragmentos con las mismas secuencias finales. Estos fragmentos se unen luego en círculos y se amplifican, lo que facilita la localización y secuenciación de las regiones genómicas de interés mediante la tecnología de secuenciación de lectura larga de Oxford Nanopore Tecnologies.
"Usando nuestra herramienta de análisis de datos desarrollada a medida, NanoRanger mapea con precisión los puntos de ruptura con una resolución de un solo par de bases, brindando una imagen detallada que ayuda a diagnosticar el trastorno genético", comenta Zhang por su parte. "El diagnóstico puede realizarse tan solo 12 minutos después de la secuenciación inicial, lo que es un cambio radical".
En ensayos realizados en colaboración con un grupo de médicos saudíes dirigidos por Fowzan Alkuraya en el King Faisal Specialist Hospital & Research Center, NanoRanger identificó con éxito puntos de corte precisos en 13 casos familiares de trastornos genómicos que no se detectaban con las pruebas genéticas convencionales.
Utilizando estos puntos de corte, los investigadores analizaron el estado de portadores de familiares relacionados y de 1.000 individuos saudíes sanos. El método de prueba impulsó a una pareja saudí que participó del ensayo a optar por la fertilización in vitro después de que se descubrió que ambos presentaban la deleción genómica correspondiente a una enfermedad mendeliana hereditaria.
"Hemos solicitado una patente y planeamos integrar NanoRanger en las rutinas de diagnóstico estándar para proporcionar un conjunto de herramientas integral para entornos clínicos, tanto aquí en Arabia Saudita como en todo el mundo", concluye Li.
