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Julio de 2017 Página 1 de 3

Secuenciación como la nueva era del diagnóstico preventivo

Zuray Fernanda Corredor PhD.* y Juan Gabriel Zapata Duque**

Los adelantos en el campo del diagnóstico molecular son grandes y están marcando un hito importante dentro del campo de la medicina preventiva.

La detección temprana de enfermedades se ha convertido en una meta primordial para los nuevos modelos de la atención en salud [1]. Centrar el esfuerzo de identificar precozmente la probable aparición de una patología, sea por medio de la interpretación de factores de riesgo asociados a la aparición de un cuadro clínico desfavorable para una comunidad o por medio de la detección de moléculas que se liberan más rápidamente al torrente sanguíneo en el desarrollo de una enfermedad; la necesidad de conocer lo antes posible la posibilidad de padecer un desenlace negativo de una sospecha clínica es y será siempre el objetivo principal de esta, la nueva era del diagnóstico preventivo.

Los adelantos en el campo del diagnóstico molecular son grandes y están marcando un hito importante dentro del campo de la medicina preventiva [2]. Dentro de este modelo de atención, la secuenciación es una herramienta que permite, por medio de un análisis específico de los genes de un individuo, identificar variantes que alteran la función del gen y generen un perfil patológico como algunos tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares, entre otras patologías; además de la capacidad de aplicar el tratamiento adecuado teniendo presente estas posibles mutaciones para evitar fallas terapéuticas por condiciones biológicas específicas del individuo.

El avance en el campo de la genética ha evolucionado significativamente desde que en 1953 Watson y Crick resolvieron la famosa estructura tridimensional del ADN a partir de datos cristalográficos producidos por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins [3-4]. Pero no fue sino hasta mediados de los setenta que las primeras técnicas para secuenciar el ADN se desarrollaron casi simultáneamente, con dos métodos de secuenciación distintos, uno de Allan Maxam y Walter Gilbert [5] y el otro de Frederick Sanger [6]. Mientras que el método Maxam & Gilbert se basa en la escisión de bases específicas con ayuda de la modificación química del ADN y marcaje radiactivo en uno de los extremos del fragmento que se desea secuenciar. En el método Sanger, la síntesis de ADN se detiene cada que encuentra nucleótidos modificados (ddNTPs).

... knowledge of sequences could contribute much to our understanding of living matter. ” Frederick Sanger [6]

Fue hasta el año de 1982 cuando se comenzaron a desarrollar modelos automatizados de secuenciación que, inspirados por la idea de secuenciar completamente cualquier genoma, comienzan una carrera para ofrecer sistemas simples y autónomos de secuenciadores. [7] La mejor promesa para este impulso se tuvo en el año de 1984 con el lanzamiento del Proyecto Genoma Humano (Human Project Genome, por su sigla en inglés HPG) que tendría el auspicio de diversas entidades públicas y privadas y a la cabeza del doctor James Watson en 1988 como director del Centro Nacional de Investigación del Genoma Humano. Este sería el punto de partida para la consolidación de la información necesaria para lograr entender el funcionamiento de los genes [8].

Sin embargo, a pesar de que el progreso en el área de la secuenciación del genoma, se hizo evidente que aún se obtendría más información no sólo de esto, sino más bien de secuenciar y comparar los genomas de diferentes individuos. Esto permitiría una mejor comprensión de la diversidad genética y, en el caso de la medicina, permitiría el enfoque de la "medicación personalizada".

Con este fin y el de secuenciar secciones de ADN más largas, un nuevo enfoque llamado shotgun sequencing se desarrolló durante el HPG. Donde el ADN genómico se dividió enzimática o mecánicamente en fragmentos y se clona en vectores en los cuales los fragmentos pueden secuenciarse individualmente. Después, se utiliza un software para encontrar las regiones que se traslapan entre las secuencias individuales, para ensamblar la secuencia del fragmento original [9]. Además fue desde la shotgun sequencing que se dio lugar a la secuenciación paralela masiva utilizada en la secuenciación de próxima generación (Next Generation Sequencing, por su sigla en inglés NGS) [10-12].

A partir de 2011 se dispone de tres plataformas de secuenciación de nueva generación como lo son el Ion Torrent, el Pacific Biosciences, y el MiSeq Illumina [7]. Las mejoras posteriores incluyeron el acoplamiento del ADN a perlas paramagnéticas y la degradación enzimática de dNTP no incorporados. La NGS lee plantillas de ADN aleatoriamente a lo largo de todo el genoma, esto se logra rompiendo todo el genoma en pedazos pequeños, luego ligando los pequeños fragmentos de ADN a adaptadores designados para lectura aleatoria durante la síntesis de ADN conocido como secuenciación por síntesis (sequencing by synthesis, por su sigla en inglés SBS). El proceso identifica simultáneamente bases de ADN mientras las incorpora en una cadena de ácido nucleico. Cada base emite una señal fluorescente única cuando se añade a la cadena de ADN polimerizada, que se usa para determinar el orden de la secuencia de ADN [13-14].


Palabras relacionadas:
Diagnóstico temprano de enfermedades, medicina preventiva, diagnóstico preventivo, detección temprana de cáncer, enfermedades crónicas en Latinoamérica.

Acerca del autor

Zuray Fernanda Corredor PhD.* y Juan Gabriel Zapata Duque**

*Bióloga con postgrados en el área de Genética. Coordinadora del área de Genética molecular del Laboratorio médico Las Américas, en Medellín, Colombia. **Coordinador del área de Inmunoquímica e Inmunoanálisis, del Laboratorio médico Las Américas, en Medellín, Colombia.
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