La transdiferenciación con secuenciación de ARN ayuda al diagnóstico de trastornos genéticos

Investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor han probado la viabilidad de utilizar la transdiferenciación de células humanas con secuenciación de ARN para facilitar el diagnóstico de trastornos mendelianos. El enfoque generó un rendimiento diagnóstico general del 25,4% en una cohorte de casos de la Red de Enfermedades No Diagnosticadas. Los hallazgos son publicado en La revista americana de genética humana.

A menudo se necesitan experimentos funcionales como la secuenciación de ARN, que lee el transcriptoma o la expresión genética en una célula, para respaldar un diagnóstico genético obtenido mediante la secuenciación del exoma o la secuenciación del genoma completo. Sin embargo, la eficacia de la secuenciación de ARN está limitada por la expresión de genes asociados a enfermedades en tejidos clínicamente accesibles como la sangre o los fibroblastos de la piel, células que contribuyen a la formación de tejido conectivo.

«Esto es especialmente problemático en enfermedades neurológicas porque el gen que causa el trastorno puede no expresarse en la sangre y en las células de la piel», dijo el autor correspondiente, el Dr. Pengfei Liu, profesor asociado de genética molecular y humana y director del Laboratorio de Genética y Genética acreditado por ACGME. Programa de becas de genómica en Baylor.

Para superar este desafío, los investigadores dirigidos por el primer autor, el Dr. Shenglan Li, científico del laboratorio del Dr. Liu en Baylor, convirtieron los fibroblastos obtenidos en biopsias de piel en neuronas en un proceso llamado transdiferenciación. «Este método activa la expresión genética específica de neuronas y aumenta la probabilidad de que podamos caracterizar con precisión las mutaciones que causan enfermedades en estas células», dijo Li.

Para la validación clínica, los investigadores generaron estas neuronas inducidas para una cohorte de 71 individuos con fenotipos neurológicos en la Red de Enfermedades No Diagnósticas. La secuenciación del ARN de las neuronas inducidas condujo al diagnóstico en 18 individuos (25,4%); cinco de esos casos no podrían haber sido diagnosticados únicamente con la secuenciación del ARN de fibroblastos.

«Este estudio muestra que la transdiferenciación de fibroblastos a neuronas seguida de secuenciación de ARN es un enfoque simple, de bajo costo y reproducible con un tiempo de respuesta razonable, lo que hace factible su implementación clínica», afirmó Liu. «Este nuevo método de prueba representa un cambio de paradigma en la genética de laboratorio, pasando del enfoque tradicional centrado en el ADN a uno que se centra en las células del paciente».

«Es emocionante aplicar esta técnica bien establecida, que anteriormente se había utilizado para estudiar mecanismos de enfermedades neurodegenerativas, para un nuevo uso en el diagnóstico genético», afirmó Li.