Técnicas de análisis de DNA

Entre seres humanos no emparentados se comparte aproximadamente un 99,9% del genoma, es decir, 2.970 millones de pares de bases. Dentro del restante 0,1% reside la información que hace que cada ser humano sea diferente. El análisis del genoma de cada individuo nos aporta información única y personalizada sobre él. Por esta razón, es muy importante que existan técnicas que nos permitan leer de manera precisa la información genética de cada individuo.

Estas técnicas son usadas mayoritariamente en la práctica clínica como por ejemplo para el diagnóstico de patologías, determinación de diferentes estadios en el caso de pacientes afectados de cáncer o adecuación del tratamiento para pacientes con ciertas patologías.

¿Qué tipos de técnicas de análisis de ADN existen?

Hay numerosas formas de analizar el ADN y, por lo tanto, numerosos tipos de técnicas. A continuación, se detallan algunas de las técnicas actuales y sus funciones específicas:

Cariotipo con bandas G

El cariotipo es una técnica que permite observar la forma de los cromosomas (paquetes en los cuales se organiza el ADN) mediante una tinción con un colorante especial (Giemsa). Mediante esta coloración es posible observar el número de cromosomas presentes en una célula, qué cromosomas están presentes y si su organización interna es correcta. Esta técnica se utiliza para el diagnóstico de pacientes con cambios en el número de cromosomas, como en el caso de personas afectadas por el síndrome de Down en las cuales su ADN tiene 3 cromosomas 21. También es la técnica utilizada para ver reorganizaciones entre cromosomas, como en el caso de pacientes afectados por leucemias.

Secuenciación Sanger

Es una técnica de secuenciación desarrollada por Frederick Sanger en 1977. Dos años más tarde de su invención permitió la secuenciación del primer genoma entero de un bacteriófago.

Esta técnica se basa en un proceso cíclico: extracción, desnaturalización, elongación y detección. En esta técnica se utiliza tan solo una parte del ADN como molde por reacción y se emite una señal en función del tipo de marcaje que tiene cada unidad básica del ADN (A, T, C, G) que permite la distinción entre cada base de la muestra usada como molde. De esta forma con distintas reacciones para una misma secuencia conseguiremos recopilar toda la información de esta, pero el número de reacciones que se darán a la vez es limitado.

Esta técnica se sigue utilizando hoy en día para análisis de regiones pequeñas ya que su fiabilidad en estos casos es muy elevada.

Next Generation Sequencing (NGS)

El genoma humano consta de 3.000 millones de pares de bases, estas, son moléculas químicas cuya organización en genes dan sentido al funcionamiento del organismo. Descifrar nuestro genoma costó alrededor de unos 13 años y 2700 millones de dólares en el proyecto del genoma humano. A día de hoy los costes y el tiempo se han reducido radicalmente gracias a las nuevas técnicas de secuenciación (NGS). Este conjunto de nuevas técnicas posteriores al desarrollo de Sanger junto al avance de herramientas bioinformáticas, que analizan los resultados de la técnica, permite la lectura de un mayor volumen de datos a un precio menor.

Con las técnicas de secuenciación masiva (o Next Generation Sequencing) se aumenta el número de reacciones que se pueden dar a la vez produciendo así una lectura del genoma más completa en un tiempo reducido. Una de las pocas desventajas de estos nuevos métodos es su menor precisión frente al método Sanger, aunque el avance de la bioinformática va a permitir que esta desventaja desaparezca.

Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA).

Esta técnica es usada para la detección de cambios en el número de copias (generalmente deben ser 2 copias por región) en regiones de interés de los genes. A pesar de que la gran mayoría de enfermedades genéticas hereditarias se deban a mutaciones puntuales, es decir cambios de la secuencia de ADN detectables por secuenciación Sanger o NGS, se ha descrito que un 5% de las enfermedades genéticas están causadas por cambios en el número de copias de regiones de ADN.

Por ejemplo, un 75 % de las variantes que causan la Distrofia Muscular de Duchenne (enfermedad hereditaria ligada al cromosoma X) son deleciones o duplicaciones de grandes regiones del gen DMD.

Aunque sea un método con un alto rendimiento, también tiene una serie de limitaciones como por ejemplo una alta sensibilidad a la contaminación o la incapacidad de analizar una única célula.

Array Comparative Genomic Hybdridization (aCGH)

Esta técnica permite detectar alteraciones en el número de copias de varios genes simultáneamente. Se basa en la ligación competitiva entre el ADN de la persona que se realiza el análisis y el ADN de referencia a unas regiones concretas de una placa. Ambos tipos de ADN irán marcados y la intensidad de la muestra comparada con la de referencia determinará la cantidad de material genético de la persona analizada en una región determinada.

Este tipo de test posibilita el estudio de microdeleciones o microduplicaciones que pasarían inadvertidas en otras pruebas de ADN. Sin embargo, aCGH aunque analiza cambios que afectan a grandes regiones del genoma, no permite la detección de cambios de posiciones de las regiones de ADN.

Triplet repeat primed polymerase chain reaction (TP-PCR)

La TP-PCR permite la identificar expansión de repeticiones en tándem de ciertas combinaciones de las bases que forman el ADN en pacientes con enfermedades causadas por un aumento de estas repeticiones, como pacientes afectados por la enfermedad de Huntington, el Síndrome del X frágil o la ataxia de Friedreich. Esta técnica permite contar el número de repeticiones de la combinación y, a día de hoy, sigue siendo la única técnica suficientemente fiable para poder diagnosticar este tipo de enfermedades poco comunes.