El Diagnóstico Genético Preimplantacional de Doble Factor ya se puede hacer con herramientas de secuenciación masiva

Plataforma de seqüenciació massiva per al Diagnòstic Genètic Preimplantacional
La nueva plataforma de secuenciación masiva permite identificar alteraciones en la estructura o el número de los cromosomas de las células embrionarias relacionadas con más de 4.800 genes. El resultado de los experimentos realizados en el trabajo (CNV-NGS) fueron confirmados con otras técnicas de diagnóstico preimplantacional de hibridación genómica (mCGH y a CGH), desarrolladas anteriormente por el equipo de investigación liderado por la investigadora de la UAB Joaquima Navarro.

Investigadores de la UAB, con la colaboración del Banc de Sangre y Tejidos de Cataluña, han puesto a punto una estrategia de secuenciación masiva innovadora y universal, adecuada para el diagnóstico simultáneo de mutaciones genéticas y alteraciones cromosómicas en embriones obtenidos por Fecundación in vitro. Permite analizar hasta 4.800 genes causantes de las enfermedades hereditarias más frecuentes y agiliza el proceso de estudio y obtención de resultados.

04/12/2018

Un equipo de investigación de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), en colaboración con el Banco de Sangre y de Tejidos de Cataluña, ha implementado, por primera vez, una plataforma de secuenciación masiva al Diagnóstico Genético Preimplantacional (PGT).

El trabajo ha adecuado la plataforma TruSight One (TSO), uno de los paneles genéticos más completos, con más de 4.800 genes responsables de las enfermedades monogenéticas (hereditarias) más frecuentes, al Diagnóstico Genético Preimplantacional de Doble Factor Genético (DF-PGT).

El estudio, publicado en PLoS ONE, ha sido liderado por Joaquima Navarro y Jordi Benet, investigadores del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la UAB, y ha contado con la colaboración del equipo liderado por Francisco Vidal, del Banco de Sangre y de Tejidos de Cataluña.

“Hemos puesto a punto con éxito una estrategia innovadora, prometedora y universal, adecuada para el diagnóstico simultáneo de mutaciones genéticas y de alteraciones cromosómicas en embriones obtenidos por Fecundación in vitro (FIV), de la que se pueden beneficiar las familias candidatas al DF-PGT con mutaciones para las enfermedades incluidas en la plataforma TSO. Además, tan solo requiere un único experimento de laboratorio y sin la puesta a punto específica previa de la metodología de diagnóstico. Esto agiliza sustancialmente el proceso de estudio y de poder disponer de los resultados informativos en cuanto a la alteración monogénica familiar. Hasta ahora se requiere la puesta a punto previa de procedimientos específicos para el diagnóstico de cada mutación”, señala Joaquima Navarro.

La plataforma TSO adaptada al estudio embrionario permite diagnosticar las mutaciones tanto de manera directa como indirecta, lo que aumenta la seguridad del diagnóstico. A la vez, también permite la caracterización cromosómica embrionaria, para la totalidad de los 23 cromosomas humanos, y detectar si el embrión es aneuploide –con un número anormal de cromosomas- y, por tanto, no transferible, o bien euploide –con el número correcto- y, por tanto, viable y con mayor potencial de implantación.

El equipo liderado por la profesora Navarro desarrolló la estrategia del DF-PGT en 2009. Pionera y aplicada con éxito en varias ocasiones desde entonces, consiste en analizar en un mismo ciclo de FIV las mutaciones genéticas específicas familiares que causan enfermedad hereditaria, así como la dotación cromosómica embrionaria completa (citogenética), mediante una técnica de hibridación genómica comparada. Permite así identificar y seleccionar embriones libres de la enfermedad y de defectos cromosómicos que impiden su evolución. Este grupo fue el primero en utilizar, los años 2009, 2013 y 2015, otra estrategia de DF-PGT para seleccionar embriones sanos y ayudar a diferentes familias al nacimiento de gemelos libres del síndrome de Von Hippel-Lindau, gemelos libres del Síndrome de Lynch y dos personas sanas de sendas familias con riesgo, respectivamente, de enfermedad de células falciformes y enfermedad de fibrosis quística*. En aquel momento se requería la puesta a punto previa de métodos de diagnóstico de las mutaciones responsables de esta enfermedad genética, hecho que no se requiere en la estrategia propuesta en este trabajo.

Superando las limitaciones del DNA en células embrionarias

Las tecnologías de secuenciación masiva de nueva generación (NGS, Next Generation Sequencing) han supuesto un gran salto cualitativo en los procedimientos de análisis genético en los últimos años, porque permiten estudiar de manera masiva y simultánea millones de secuencias de DNA en un único experimento. Son herramientas poderosas que están siendo utilizadas con éxito para la caracterización de muestras de sangre u otros tejidos, en las que la cantidad de DNA no es un factor limitante.

“La metodología propuesta supera esta limitación. Se ha desarrollado para ser aplicada a muestras de sólo 6-8 células de trofectoderma de blatocitos, con la programación de un ciclo de criotransferencia embrionaria, en caso de que los resultados indiquen ausencia de la enfermedad familiar y la euploidía embrionaria”, explica Joaquima Navarro.

Previamente a implementar la nueva plataforma, ha sido necesario determinar cuál de los cuatro sistemas de amplificación de DNA usados más habitualmente es más adecuado para la mejor identificación de las mutaciones. Por primera vez, además, se ha realizado la caracterización cromosómica con el programa de biología computacional Nexus a partir de la base de datos de TSO.

“La herramienta también es de interés para PGT de casos de riesgo de descendencia con alteraciones cromosómicas debidas a edad materna avance, a alteraciones cromosómicas de origen masculino, así como a casos de aborto de repetición. También en oocitos de donantes jóvenes, ya que también en ellas se ha descrito un cierto riesgo de aneuploidías”, señala la investigadora de la UAB.

Los investigadores confían en que la nueva metodología pueda ser utilizada en breve con el panel TSO o aplicarla a nuevos paneles aún más completos, como los que permiten analizar el exoma o el genoma entero. También en el hecho que a medio plazo se aplique simultáneamente a muchas muestras a la vez, lo que abaratará considerablemente su coste.

Además de los investigadores de la UAB y del Banco de Sangre y de Tejidos de Cataluña, en este trabajo han participado especialistas del VHIR, de la Fundación Puigvert, del CIBERCV, del Centro de Medicina Embrionaria, del Centro de Infertilidad y Reproducción Humana y del IDIBAPS.

“Este trabajo supone un logro importante en la línea de investigación de diagnóstico genético preimplantacional. Un campo en el que, ya desde los años 80, de la mano del profesor de Biología Celular Josep Egozcue, la UAB fue pionera a nivel mundial. Nos habría gustado compartir con él estos resultados, de los que seguro estaría satisfecho”, manifiesta Joaquima Navarro.

Referencia: del Rey J, Vidal F, Ramírez L, Borràs N, Corrales I, Garcia I, et al. (2018) Novel Double Factor PGT strategy analyzing blastocyst stage embryos in a single NGS procedure. PLoS ONE 13(10): e0205692. 
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205692

* Obradors et al. Outcome of twin babies free of Von Hippel-Lindau disease after a double-factor preimplantation genetic diagnosis: monogenetic mutation analysis and comprehensive aneuploidy screeningFertil Steril. 91(3):933.e1-7. Epub 2009 https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2008.11.013

Daina et al. First successful double-factor PGD for Lynch syndrome: monogenic analysis and comprehensive aneuploidy screeningClin Genet 2013: 84: 70 – 73. https://doi.org/10.1111/cge.12025

Daina et al. Double-factor preimplantation genetic diagnosis: monogenic and cytogenetic diagnoses analyzing a single blastomere. Prenat Diagn. 2015 Dec;35(13):1301-7. https://doi: 10.1002/pd.4691. Epub 2015 Oct 15

 

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