La secuenciación de nanoporos diagnostica de forma rápida y precisa trastornos genéticos raros

La secuenciación de nanoporos diagnostica de forma rápida y precisa trastornos genéticos raros


13 de junio de 2022

(Noticias de Nanowerk) Utilizando la secuenciación de nanoporos, una herramienta de análisis citogenético rápido de tercera generación, los investigadores ahora pueden identificar con precisión trastornos genómicos específicos en una fracción del tiempo que lleva realizar ensayos citogenéticos tradicionales y moleculares. Esto facilita el diagnóstico más temprano de los trastornos genéticos y acelera el manejo clínico adecuado para los pacientes y sus familias.

Su trabajo aparece en El Diario de Diagnóstico Molecular («Análisis citogenético de tercera generación: aplicación diagnóstica de secuenciación de lectura larga»).

La secuenciación de nanoporos es una tecnología de secuenciación escalable de tercera generación que permite el análisis directo y en tiempo real de fragmentos largos de ADN o ARN. Entre una variedad de usos potenciales, ha demostrado ser útil para identificar variantes del número de copias (CNV). Las CNV son copias adicionales o faltantes de material genético dentro de los cromosomas y son la base de muchos trastornos neurológicos, psiquiátricos y de malformaciones. Rutinariamente, las CNV se estudian mediante técnicas citogenómicas con importantes limitaciones en términos de tiempos de resolución y procesamiento.

«La citogenética convencional y el análisis de micromatrices cromosómicas siguen siendo el estándar de oro para detectar CNV grandes y pequeñas, respectivamente, y la secuenciación de segunda generación desarrollada para diversas alteraciones genéticas se ha adaptado para identificar CNV», explicó el investigador principal Alberto Magi, PhD, Departamento de Información Tecnología, Universidad de Florencia, Florencia; e Instituto de Tecnologías Biomédicas, Consejo Nacional de Investigación, Segrate, Milán, Italia. “Pero debido a que son lentos, costosos y, a menudo, no concluyentes, los pacientes se someten a pruebas genéticas secuenciales hasta que se identifica definitivamente la causa genética subyacente. Esto puede conducir a semanas o incluso meses de incertidumbre diagnóstica. Queríamos ver si una tecnología más nueva de tercera generación, la secuenciación de nanoporos de lectura larga, podría acelerar este proceso”.

La secuenciación de nanoporos de lectura larga puede resolver regiones genómicas altamente homólogas y repetitivas, mejorando la detección y el mapeo de CNV. Las tecnologías de nanoporos son fáciles de usar y pueden completar un ciclo de secuenciación en 24 a 48 horas. Tienen el beneficio adicional de permitir el análisis de datos en tiempo real mientras el proceso de secuenciación está en curso, lo que puede reducir drásticamente los tiempos de detección. Esta eficaz herramienta de diagnóstico es adecuada para un uso generalizado en los laboratorios de genes.

Los investigadores analizaron muestras de ADN de siete pacientes con CNV previamente identificadas de diferentes tamaños y mosaicismo (es decir, la CNV no estaba presente en todas las células del cuerpo, pero estaba presente en algunas de ellas). Las muestras se analizaron utilizando la tecnología de secuenciación de nanoporos de lectura larga, el Nano-GLADIATOR. Se usó en modo en línea para el análisis en tiempo real de lecturas en múltiples puntos de tiempo que van desde 30 minutos a 48 horas y en modo fuera de línea para evaluar la resolución de corridas completas de nanoporos para cambios genómicos de diferentes tamaños. Los tiempos de la muestra al resultado se compararon utilizando hibridación genómica comparativa (aCGH) basada en matriz de última generación. Los investigadores también evaluaron la sensibilidad y especificidad de la secuenciación de nanoporos para identificar pequeñas CNV patogénicas.

El estudio mostró que el diagnóstico de las principales anomalías cromosómicas podría realizarse en un día, mientras que el tiempo de respuesta para las CNV más pequeñas se estima en dos días. Esto representa una mejora constante con respecto a las pruebas de diagnóstico tradicionales para la CNV, con tiempos de notificación estimados de tres a 15 días.

Además, la secuenciación de nanoporos puede identificar CNV de mosaico con mayor sensibilidad que aCGH. De hecho, diagnosticó una NVC en mosaico en una muestra de paciente que no estaba indicada por los algoritmos de diagnóstico de la aCGH.

«Se han identificado variantes estructurales del mosaico patógeno en aproximadamente el 0,3 % al 0,77 % de los pacientes afectados por trastornos del desarrollo», co-investigadores Tommaso Pippucci, PhD, y Pamela Magini, PhD, UO Genetica Medica, IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna , Italia. «Debido a que la sensibilidad de los métodos actuales de detección de CNV para el mosaicismo es limitada, la frecuencia puede estar subestimada. Además, el mosaicismo puede pasarse por alto en los padres de niños con NVC patogénicas de novo, lo que lleva a pautas inexactas sobre el riesgo de recurrencia y un manejo inadecuado de futuros embarazos”.

“Durante las últimas décadas, la rápida innovación tecnológica ha revolucionado la genética médica. La secuenciación de nanoporos encaja perfectamente en esta revolución biomédica, mejorando la detección de una clase de alteraciones genómicas que se han pasado por alto por razones técnicas”, agregaron las coinvestigadoras Alessandra Mingrino, PhD, y Barbara Gega, BSc, Departamento de Medicina Experimental y Clínica, Universidad de Florencia, Florencia, Italia. «La implementación de tecnologías Rapid puede reducir significativamente los tiempos de ingeniería y mejorar en gran medida el diagnóstico de trastornos genómicos causados ​​por ganancias o pérdidas de cromosomas».



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