Secuenciación de nueva generación (NGS): la (re) evolución de la secuenciación del ADN

La última década en Medicina estuvo marcada por las grandes innovaciones que la genética aportó a las áreas de oncología, enfermedades raras y medicina reproductiva. Esta revolución sólo fue posible con la llegada de los primeros secuenciadores de nueva generación (Next Generation Sequencing, NGS), a partir de la segunda mitad de la década de 2000.

En el pasado, los médicos solicitaban la secuenciación de los genes de forma secuencial, lo que repercutia seriamente en el costo y el tiempo necesario para llegar a un diagnóstico, cuando, de hecho, era posible hacerlo.

Los equipos de NGS aumentaron en millones de veces la capacidad de análisis del genoma humano y redujeron el costo y el tiempo de secuenciación.

Comprenda más sobre la secuenciación del ADN y cómo la llegada de la secuenciación de nueva generación ha revolucionado el análisis genético en este artículo.

¿Qué es la secuenciación del ADN?

El genoma humano es el conjunto de ADN presente en cada una de nuestras células. El genoma humano consta de tres mil millones de pares de bases y de 20.000 a 22.000 genes. 

El proceso que permite conocer el orden exacto de la secuencia de bases del ADN se denomina secuenciación (Figura 1).

¿Para qué sirve la secuenciación?

Los genes son la parte de nuestro genoma que contiene la información para la producción de proteínas que son responsables de las características y la funcionalidad de nuestro cuerpo. Se componen de exones e intrones, pero solo los exones (llamados regiones codificantes) se traducen en proteínas (Figura 2).

Los exones corresponden solo al 2% del genoma humano.

Las pruebas genéticas buscan identificar alteraciones en la secuencia de exones que puedan afectar a la función de las proteínas y relacionarlas con los cuadros clínicos. 

El poco conocimiento que tenemos hoy en día sobre el impacto clínico de las alteraciones genéticas en las regiones no codificantes (intrones y regiones no genéticas) hace que los análisis se concentren en las regiones de los exones o cercanas a ellos.

Entienda la técnica de secuenciación de nueva generación

Desde los años 70 se han desarrollado varias metodologías de secuenciación: Shotgun, Sanger, secuenciación de nueva generación, entre otras. Desde los años 80 hasta mediados de la década 2000, el método de secuenciación Sanger era el principal método utilizado. 

A partir de la segunda mitad de la década 2000, surgió la técnica de secuenciación de nueva generación (Next Generation Sequencing, NGS), que sustituyó gradualmente al método Sanger. 

Sanger secuencia fragmentos de ADN de forma individual, mientras que NGS es una técnica de secuenciación a gran escala en la que se secuencian simultáneamente millones e incluso miles de millones de fragmentos en una única ejecución. 

Otra de las principales innovaciones de NGS fue la posibilidad de secuenciar, en una única ejecución, cientos de muestras. El ADN de los pacientes que se va a procesar conjuntamente se “marca” con un identificador propio (“barcode” o “index“) para que sea posible diferenciarlos en la fase de análisis. Las innovaciones técnicas de NGS también han permitido reducir los costos de la secuenciación, que han disminuido considerablemente en los últimos 20 años. 

Conozca las principales etapas del NGS

Preparación de la biblioteca

En la etapa de laboratorio se realizan protocolos que permiten la captura/amplificación exclusiva de las regiones de interés según el examen solicitado por el médico (Figura 3).

Secuenciación y bioinformática

Tras la preparación en el laboratorio, la muestra del paciente se somete a la secuenciación. Los equipos de NGS secuencian la muestra de ADN, generando millones de fragmentos cortos (llamados reads). 

Para saber exactamente dónde se encuentran estas secuencias en el genoma de la muestra analizada, los reads se comparan con el genoma de referencia construido por el Proyecto Genoma Humano. Las alteraciones (variaciones) detectadas en la muestra del paciente en relación con el genoma de referencia se denominan “variantes“. 

La enorme cantidad de datos generados por NGS requirió el desarrollo de un área bautizada como bioinformática. El objetivo de la bioinformática es transformar la inmensa cantidad de datos generados en la secuenciación en un archivo único y compacto que contenga la información más relevante para su posterior interpretación y análisis por parte de médicos o científicos. 

Análisis médico

El médico responsable del análisis de la prueba debe investigar en la literatura y en las bases de datos la posible asociación de la(s) variante(s) identificada(s) en la secuenciación con el cuadro clínico del paciente. En este paso, en Mendelics utilizamos Abracadabra®, una plataforma exclusiva desarrollada por nosotros, que utiliza la inteligencia artificial para hacer el análisis genético más preciso y eficiente. 

Entienda la diferencia entre las principales tecnologías de NGS Targeted Sequencing.

Análisis genéticos y Mendelics 

Al traer la tecnología NGS a Latinoametica y ofrecer exámenes genéticos complejos a precios asequibles, Mendelics ha contribuido en la democratización del acceso al diagnóstico genético y a difundir la importancia de las pruebas NGS entre médicos, operadores sanitarios y pacientes. 

¿Quiere saber más sobre NGS y las pruebas de Mendelics que utilizan esta tecnología? Deje su pregunta en los comentarios a continuación, póngase en contacto con nuestro equipo en Colombia +57 322 816 2947 o a través de nuestra página web.

Traducido por Karent Gutierrez.