Genoma fetal secuenciado de la muestra de sangre de la madre

Un nuevo estudio publicado en Naturaleza la semana pasada revela cómo Los investigadores han desarrollado por primera vez una forma de secuenciar el genoma de un bebé por nacer utilizando solo una muestra de sangre de la madre. Los investigadores creen que esto lleva las pruebas genéticas fetales un paso más cerca del uso clínico de rutina.
El autor principal, el Dr. Stephen Quake, es el Profesor Lee Otterson en la Escuela de Ingeniería y profesor de bioingeniería y de física aplicada en la Universidad de Stanford en los Estados Unidos. Él le dijo a la prensa:
"Estamos interesados ??en identificar las condiciones que se pueden tratar antes del nacimiento o inmediatamente después".
"Sin tales diagnósticos, los recién nacidos con trastornos metabólicos o del sistema inmunológico tratables sufren hasta que sus síntomas se vuelven evidentes y se determinan las causas", dijo Quake, quien también es copresidente del Departamento de Bioingeniería de Stanford.
El estudio sigue uno reportado el mes pasado por la Universidad de Washington, donde los investigadores secuenciaron un genoma fetal utilizando una muestra de sangre de la madre, además de muestras de ADN de la madre y el padre.
Sin embargo, la secuenciación del genoma fetal que usa solo una muestra de sangre de la madre ofrece una ventaja significativa cuando el padre biológico es desconocido o no está dispuesto a proporcionar una muestra. Hasta uno de cada diez bebés nacidos en los Estados Unidos es de paternidad desconocida, según un comunicado de prensa de Stanford sobre la investigación.
La capacidad de diagnosticar afecciones médicas en el útero no es nueva: durante décadas, las mujeres se han sometido a una amniocentesis o muestra de vellosidades coriónicas para ver si su feto tiene anomalías genéticas. Estas pruebas recuperan muestras del líquido amniótico o del propio feto, usando una aguja insertada en el útero. Dichos procedimientos invasivos conllevan un riesgo ya que uno de cada 200 provocará un aborto espontáneo. Y la cantidad de condiciones genéticas que pueden evaluar es limitada.
Los investigadores creen que las pruebas genéticas fetales se volverán cada vez más comunes a medida que baje el costo de la tecnología.
Quake y sus colegas demostraron que incluso la secuenciación del exoma, el 1% del genoma que codifica los genes que se expresan para producir un feto, puede proporcionar información que es clínicamente útil.
La Dra. Diana Bianchi es directora ejecutiva del Instituto de Investigación Materno Infantil en Tufts Medical Center, y no participó en el Naturaleza estudiar. Ella dijo:
"El problema de distinguir el ADN de la madre del ADN del feto, especialmente en el entorno donde comparten la misma anormalidad, ha desafiado seriamente a los investigadores que trabajan en el diagnóstico prenatal durante muchos años".
En su estudio, utilizando secuencias de genoma completo y exoma, Quake y sus colegas pudieron determinar que un feto tenía el síndrome de DiGeorge, una afección asociada con problemas cardíacos y neuromusculares, así como el deterioro cognitivo, que es causado por una eliminación breve de cromosoma 22.
Los síntomas y la gravedad del síndrome de DiGeorge pueden variar entre las personas afectadas: algunos bebés que nacen con la condición pueden tener defectos cardíacos y convulsiones debido a niveles muy bajos de calcio, y también pueden causar problemas significativos con la alimentación.
Bianchi, quien también preside el consejo asesor clínico de Verinata Health Inc, Redwood City, una compañía privada que comercializa una prueba genética fetal utilizando la tecnología desarrollada por Quake, dijo:
"En este documento, el grupo de Quake muestra elegantemente cómo la secuenciación del exoma puede mostrar que un feto ha heredado el síndrome DiGeorge de su madre."
El método que desarrolló el laboratorio de Quake se basa en el hecho de que además de transportar ADN de sus propias células, la sangre de una mujer embarazada también transporta el ADN de las células fetales, y esta cantidad aumenta constantemente durante el embarazo, llegando hasta 30 % de la cantidad total en la última parte del tercer trimestre.
Actualmente, cuatro compañías en los Estados Unidos comercializan pruebas basadas en el trabajo realizado en el laboratorio de Quake en 2008, donde él y su equipo fueron pioneros en un método que usa niveles relativos de ADN fetal en la sangre de la madre para diagnosticar afecciones causadas por cromosomas faltantes o adicionales. síndrome.
Dos compañías en particular tienen licencia de Stanford para usar el enfoque de Quake de 2008, una es Verinata, la otra es Fluidigm Inc en San Francisco. Según Stanford, ninguno de los dos participó en este último estudio, aunque Quake y otro investigador tienen acciones en las compañías.
En este último estudio, el equipo mueve el método de 2008 en un escenario: el nuevo enfoque reconoce que el ADN fetal en el torrente sanguíneo de la madre contiene material genético tanto de la madre como del padre.
Entonces, a diferencia del reciente estudio de la Universidad de Washington, Quake y sus colegas pudieron distinguir y aislar el ADN fetal sin tener que tomar una muestra del padre. Hicieron esto mediante el proceso de eliminación y la comparación de los niveles relativos de regiones conocidas como haplotipos, a partir de ADN materno (tanto de la madre como del feto) y paterno.
Un haplotipo describe material genético heredado de un único progenitor: un par de genes en un cromosoma o todos los genes en un cromosoma que provienen de un único progenitor.
Para este estudio, el equipo probó el método en dos embarazos: uno en el que la madre tenía el síndrome DiGeorge; el otro donde la madre no. A través del exoma y la secuenciación del genoma completo, mostraron que el feto de la madre con síndrome de DiGeorge había heredado la condición. Esto se confirmó comparando la secuencia predicha con una obtenida después del nacimiento a partir de sangre del cordón umbilical.
Estas pruebas se realizaron retrospectivamente en muestras anónimas. En un entorno clínico, la disponibilidad de dichos resultados probablemente induzca a los médicos a probar también los niveles de corazón y calcio del recién nacido.
Los investigadores concluyen que su método muestra es posible que algún día sea posible diagnosticar todos los heredados y de novo enfermedades genéticas de forma no invasiva, es decir, solo con la sangre de la madre, sin tener que tomar muestras del interior del útero.
El coautor Dr. Yair Blumenfeld, profesor asistente clínico de obstetricia y ginecología en la Escuela de Medicina de Stanford, relató cómo hace unos pocos años estaban entusiasmados al poder detectar de forma no invasiva si un feto tenía un número anormal de cromosomas. Pero también sabían que esta era solo la punta del iceberg, y que el futuro sería sobre defectos genéticos individuales:
"Este importante estudio confirma nuestra capacidad para detectar defectos genéticos fetales individuales simplemente al analizar la sangre de mamá", dijo Blumenfeld.
El equipo ahora está trabajando en el desarrollo de la tecnología para uso clínico, y Stanford ya ha presentado una patente para ello.
Los fondos del Instituto Médico Howard Hughes y el Instituto Nacional de Salud ayudaron a pagar el estudio.
Escrito por Catharine Paddock PhD

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