Cuando Ricky Ramon tenía 7 años, fue a un chequeo de rutina. El pediatra, que se demoró sobre los latidos de su corazón, lo envió a una radiografía de tórax, que reveló un tumor benigno en la cámara superior izquierda de su corazón. Para Ramon, fue el comienzo de una larga serie de citas médicas, procedimientos y cirugías que abarcarían casi dos décadas.
Durante este tiempo, reaparecieron tumores no cancerosos en el corazón de Ramón y en todo su cuerpo: en la glándula pituitaria, las glándulas suprarrenales por encima de los riñones, los nódulos en la tiroides.
El problema era que los médicos no podían diagnosticar su condición.
Cuando Ramón tenía 18 años, los médicos pensaron que sus síntomas sugerían el complejo de Carney, una condición genética causada por mutaciones en un gen llamado PRKAR1A. Sin embargo, la evaluación del ADN de Ramón no reveló variaciones que causen enfermedades en este gen.
Ahora, ocho años después, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han utilizado una tecnología de próxima generación, secuenciación de lectura larga, para asegurar un diagnóstico de Ramón. Es la primera secuencia de lectura completa del genoma completose ha utilizado en un entorno clínico, los investigadores informan en un documento que se publicará en línea el 22 de junio en Genética en medicina.
La secuenciación del genoma implica cortar el ADN en pedazos, leer los fragmentos y luego usar una computadora para unir la secuencia. El ADN transporta nuestro modelo genético en una cadena de "letras" moleculares de doble cadena llamadas nucleótidos, o pares de bases.Los tipos de nucleótidos están representados por una letra C para citosina y G para guanina, por ejemplo y forman enlaces a través de las dos cadenas para mantener el ADN unido.
'Iluminando una esquina oscura'
Las tecnologías de secuenciación actuales cortan el ADN en "palabras" que son aproximadamente 100 pares de bases, o letras, de largo, según el autor principal del estudio, Euan Ashley, DPhil, FRCP, profesor de medicina cardiovascular, genética y ciencia de datos biomédicosLa secuenciación de lectura larga, en comparación, corta el ADN en palabras que tienen miles de letras.
"Esto nos permite iluminar los rincones oscuros del genoma como nunca antes", dijo Ashley.
"La tecnología es una fuerza tan poderosa en medicina. Es alucinante que podamos secuenciar de manera rutinaria los genomas de los pacientes cuando hace solo unos años esto era impensable".
El estudio se realizó en colaboración con Pacific Biosciences, una compañía de biotecnología en Menlo Park, California, que ha sido pionera en un tipo de secuenciación de lectura larga. Jason Merker, MD, PhD, profesor asistente de autor comparte el autor principal del artículo.patología y codirector del Servicio de Genómica Clínica de Stanford, y Aaron Wenger, PhD, de Pacific Biosciences.
El tipo de secuenciación de lectura larga desarrollada por los colaboradores del equipo de investigación en Pacific Biosciences puede poner continuamente en fila hilos largos de ADN para el análisis letra por letra, lo que limita el número de cortes necesarios.
"Esto es emocionante", dijo Ashley, "porque en lugar de tener 'palabras' de 100 pares de bases, ahora tiene palabras de 7,000 a 8,000 letras".
Costo decreciente
Gracias a los avances tecnológicos y al aumento de la eficiencia, el costo de la secuenciación de lectura larga se ha reducido drásticamente. Ashley estimó que el costo actual de la secuencia utilizada para este estudio es de entre $ 5,000 y $ 6,000 por genoma.
Aunque el costo de la secuenciación de lectura corta ahora está por debajo de $ 1,000, según Ashley, partes del genoma no son accesibles al cortar el ADN en pequeños fragmentos. En todo el genoma, una serie de letras repetidas, como GGCGGCGGC, puede extenderse por cientos depares de bases. Con solo palabras de 100 letras, es imposible saber cuánto duran estos estiramientos, y la longitud puede determinar críticamente la predisposición de alguien a la enfermedad.
Además, algunas partes del genoma humano son redundantes, lo que significa que hay múltiples lugares en los que podría encajar un segmento de 100 pares de bases, dijo Ashley. Esto hace imposible saber dónde colocar esos segmentos al volver a ensamblar el genoma. Con más tiempopalabras, eso sucede con mucha menos frecuencia.
Dados estos problemas, el 5 por ciento del genoma no se puede mapear de manera única, escribieron los investigadores. Y cualquier eliminación o inserción de más de 50 letras es demasiado larga para detectarla.
Para los pacientes con afecciones no diagnosticadas, la secuencia de lectura corta puede ayudar a los médicos a proporcionar un diagnóstico en aproximadamente un tercio de los casos, dijo Ashley. Pero el caso de Ramon no fue uno de esos.
La técnica utilizada inicialmente para analizar los genes de Ramon no logró identificar una mutación en el gen responsable del complejo de Carney, aunque Ashley dijo que el coautor Tam Sneddon, DPhil, científico de datos clínicos de Stanford Health Care, examinó la base de datos de la secuencia de Ramonel genoma a mano, notó que algo se veía mal. Finalmente, la secuencia de lectura larga del genoma de Ramón identificó una eliminación de aproximadamente 2,200 pares de bases y confirmó que el diagnóstico del complejo de Carney era correcto.
Este trabajo es un ejemplo del enfoque de Stanford Medicine en la salud de precisión, cuyo objetivo es anticipar y prevenir enfermedades en los sanos y diagnosticar y tratar enfermedades en los enfermos.
Una condición 'extremadamente rara'
El complejo de Carney surge de mutaciones en el gen PRKAR1A y se caracteriza por un mayor riesgo de varios tipos de tumores, particularmente en el corazón y las glándulas productoras de hormonas, como los ovarios, los testículos, las glándulas suprarrenales, la glándula pituitaria y la tiroides.Institutos Nacionales de Salud, se han identificado menos de 750 personas con esta afección.
El síntoma más común son los tumores cardíacos benignos o mixomas. Se requiere cirugía a corazón abierto para extirpar los mixomas cardíacos; cuando Ramón tenía 18 años, ya se había sometido a tres cirugías de este tipo. Está bajo consideración para un trasplante de corazón,y tener el diagnóstico correcto de su condición era importante para el equipo de trasplante. Más allá de la detección típica de un trasplante, Ashley dijo que el equipo necesitaba asegurarse de que no hubiera otros problemas de salud que pudieran ser exacerbados por los inmunosupresores, que los pacientes con trasplante de corazón debentomar para evitar el rechazo del órgano donado.
Aunque ayuda a su equipo médico a tener un diagnóstico confirmado del complejo Carney, a Ramon le resulta desalentador enfrentar el hecho de que no puede escapar de su condición. "Estaba muy triste", dijo. "Me tomó un tiempo saberlo".llegar a un acuerdo con el hecho de que tendré esto hasta el día de mi muerte "
Sin embargo, trata de no detenerse en eso. "Vive un día a la vez", dijo. "Los días malos son tormentas temporales y pasarán".
"Su historia es bastante increíble", dijo Ashley, quien dijo que fue un privilegio trabajar en el equipo de Ramon. "Tener tanta carga sobre esos hombros jóvenes y decidir si quiere o no un trasplante, requiere una increíblevalor."
Debido a que no podía esperar más para un trasplante, Ramon se sometió recientemente a su cuarta cirugía para extirpar tres tumores en su corazón. Joseph Woo, MD, profesor y presidente de cirugía cardiotorácica en Stanford, realizó la operación ". Es extremadamentees raro que haya tumores en el corazón ", dijo Ashley." Fue una operación particularmente heroica. "Aunque Ramón todavía está bajo consideración para un trasplante, la necesidad es menos urgente ahora.
"Estoy en buenas manos", dijo Ramón sobre el equipo de Stanford. "Estoy contento de estar aquí".
¿Un futuro en la clínica?
Ashley dijo que él y muchos otros médicos creen que la tecnología de lectura larga es parte del futuro de la genómica.
"Ahora vemos cómo hacerlo mejor", dijo Ashley. "Si podemos obtener el costo de la secuencia de lectura larga hasta donde sea accesible para todos, creo que será muy útil".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Stanford . Original escrito por Emma Hiolski. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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