¿Qué sucede en un laboratorio de genética?

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Algunas personas han expresado su preocupación sobre la posibilidad de que la policía acceda a su ADN. Esto es un hecho extremadamente raro. Si se diera este caso, esto sería posible
(como con cualquier otra parte del historial clínico) a través de
una orden judicial.
¿Qué sucede en un
laboratorio de genética?
Este folleto ha sido desarrollado con la ayuda del Dr Ian M Frayling, del Instituto de Genética Médica del Hospital de Gales (Cardiff, UK) y del Dr Domenico Coviello, del Laboratorio de Genética Médica (Fondazione IRCCS, Milán,
Italia y del Genetic Alliance UK.
Traducido por: Dra Patricia Blanco Arias, Grupo de Medicina Genómica, Universidad de Santiago de Compostela (España)
Agosto 2009
Este trabajo se ha realizado bajo el auspicio de EuroGentest, Contrato Nº
512148 del Sexto Proyecto Marco Europeo.
Ilustración: Rebeca J Kent
www.rebeccajkent.com
rebecca@rebeccajkent.com
Información para Pacientes y Familiares
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¿Qué sucede en un laboratorio de genética?
Este documento recoge qué es lo que sucede con una muestra
que llega a un laboratorio de genética. Se explicarán, entre
otras, las siguientes cuestiones:

los distintos métodos utilizados en un laboratorio para llevar a cabo un análisis genético,

por qué algunos análisis genéticos se realizan tan rápidamente mientras que otros llevan tanto tiempo,

por qué en algunos casos en el laboratorio no se obtienen
resultados concluyentes.
Para obtener información sobre las razones para realizar un
análisis genético, consultar el documento “¿Qué es un análisis
genético?”
¿Qué es un análisis genético?
La mayoría de los análisis genéticos examinan el ADN, la molécula de nuestras células que contiene la información necesaria
para que nuestro organismo se desarrolle, crezca y funcione
adecuadamente. El ADN consiste en una cadena de mensajes
codificados y organizados bajo instrucciones específicas, que
denominamos genes. Los seres humanos tenemos unos 30,000
genes distintos, dispuestos en estructuras con aspecto de carretes de hilo llamados cromosomas. Heredamos nuestros cromosomas de nuestros padres, 23 de
nuestra madre y 23 de nuestro padre, de manera que tenemos dos
juegos de 23 cromosomas, o 23
“pares” de cromosomas. Valga como
símil considerar el código genético
como el libro de la vida, en el que el
ADN está representado por letras,
los genes son las palabras y los cromosomas, los capítulos de dicho libro.
Figura 1: Genes, cromosomas y
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(aunque una buena parte del análisis está automatizado, el genetista revisa todo el proceso). Con frecuencia se repite el análisis para confirmar el resultado. También existen métodos que
garantizan que no ha habido confusión o mezcla de muestras.
Muchos laboratorios participan en programas de Control de Calidad, lo que contribuye a la realización de análisis genéticos fiables y de calidad.
¿Qué pasa con mi muestra una vez que se ha realizado la
prueba?
A menos que el paciente solicite que su muestra se destruya
tras la realización de un análisis genético, normalmente ésta se
conserva. En cualquier momento el paciente puede pedir información sobre la muestra, solicitar que le sea enviada o que sea
destruida. No se utiliza para otros análisis a menos que el paciente dé su consentimiento para ello.
A medida que se suceden los avances técnicos, es posible realizar nuevos análisis sobre muestras previamente almacenadas
(si, por ejemplo, el análisis inicial no proporcionó ningún resultado) sobre las que se ha dado consentimiento. De esta forma los
pacientes y los clínicos pueden estar seguros de que las pruebas genéticas más actuales están a su disposición. Los laboratorios pueden anonimizar las muestras y utilizarlas para desarrollar nuevas pruebas, o compartirlas como parte de programas de
Control de Calidad, a menos que el
individuo especifique que no desea
que su muestra se utilice con este
fin. Como con otras muestras clínicas, el ADN es considerado parte
de la historia clínica del paciente y
por tanto, material confidencial. Esto supone que sólo está disponible
para los profesionales de la salud
relevantes.
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del gen responsable, la tarea es mucho más sencilla. Esto podría llevarse a cabo en una semana o dos.
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ADN
Sin embargo, si no hay ningún familiar en el que se haya identificado la mutación previamente, o si hay muchos genes que puedan causar la enfermedad, el análisis será mucho más complicado. En lugar de centrarse en una región del gen, será necesario
analizar todo el gen o incluso varios genes. Además, también
influirán otros factores como el tamaño del gen y los recursos
técnicos del laboratorio.
Por ejemplo, en el caso de la distrofia muscular de Duchenne, la
enfermedad está causada por mutaciones en la distrofina, uno
de los genes más grandes conocidos. Existen miles de mutaciones identificadas previamente en este gen, por lo que determinar
cuál es la mutación en un paciente determinado puede ser muy
largo y laborioso. Alternativamente, en el caso de la enfermedad
de Huntington, las mutaciones el gen de la huntingtina se localizan siempre en la misma región, de forma que los genetistas saben exactamente qué analizar. La consecuencia es que el análisis genético es mucho más sencillo y rápido.
La calidad del ADN a analizar es un factor importante. En determinadas circunstancias, los laboratorios han de estudiar primeramente la muestra de ADN de alguien fallecido con el fin de
identificar la mutación en una familia. Si el ADN de la persona
fallecida está muy degradado, esto puede alargar el análisis en
el tiempo. En algunos casos puede no ser posible completar el
análisis por falta de suficiente ADN.
¿Puede haber errores en los resultados?
Las implicaciones que para un individuo y sus familiares tiene el
resultado de un análisis genético obligan a que éste sea realizado con el máximo rigor. Por ello, se toman diversas precauciones para garantizar que el resultado es el correcto. Siempre que
se encuentra una mutación, se comprueban los resultados
A los cambios en nuestros genes o cromosomas los llamamos
mutaciones. En ese sentido, podríamos considerar una mutación como un error al deletrear una palabra o una serie de palabras cambiadas en el contexto de una frase. Las mutaciones
son muy comunes y todos somos portadores de alguna. Los
efectos de una mutación pueden ser buenos o malos, o no tener
ninguna consecuencia apreciable. Esto depende de factores ambientales, un cierto grado de azar, o mutaciones en otros genes.
Las mutaciones pueden tener efectos nocivos si interfieren en el
proceso de comunicación de información contenida en los genes
para el correcto funcionamiento del organismo. Los análisis
genéticos están dirigidos a identificar mutaciones en un gen o un
cromosoma en particular. Los análisis se realizan normalmente
a partir de sangre u ocasionalmente, también a partir de otros
tejidos (es posible extraer ADN a partir de saliva; no obstante,
este método a veces no proporciona ADN en la cantidad y calidad suficiente, por lo que habitualmente se prefiere trabajar con
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sangre). La muestra se extrae del paciente y se envía al laboratorio para realizar el análisis de los genes y cromosomas correspondientes.
Los servicios de genética habitualmente realizan los análisis en
su propio laboratorio. Sin embargo, existen tal cantidad de pruebas correspondientes a la gran diversidad de enfermedades de
base genética, que para la mayor parte de los servicios no es
posible tener disponibles todas las pruebas solicitadas. Esto sucede muy especialmente para las enfermedades raras de base
genética, en las que con frecuencia la muestra ha de ser enviada a un laboratorio de referencia especializado en dicha prueba.
Es importante indicar que un análisis genético normalmente sólo
proporciona información sobre la enfermedad a la que corresponde la prueba realizada. No existe una prueba general para
analizar todas las enfermedades genéticas. El objetivo de una
prueba genética es proporcionar información sobre la salud de
un paciente o de una familia. En este contexto, no es habitual
pedir pruebas genéticas con otro fin tal y como determinar una
paternidad, aunque sí es cierto que esta información puede desvelarse en el transcurso del estudio.
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cuando el impacto directo del cambio en el código de ADN no es
muy aparente. Estas mutaciones se denominan “variantes sin
clasificar”, y suponen un cierto grado de frustración para los pacientes y profesionales implicados. Sin embargo, es de extrema
importancia que un laboratorio no establezca que una mutación
es dañina sin ser así, dado que ello llevaría a un diagnóstico incorrecto.
¿Se identifica siempre mediante un análisis genético la mutación causante de una enfermedad genética?
En algunas situaciones pueden no encontrarse las mutaciones
causantes de la enfermedad.
Existen para ello varias razones:

Algunas análisis genéticos sólo analizan las mutaciones
más comunes en una determinada enfermedad. Si el paciente tiene una mutación poco frecuente, ésta no se identificará.

No se conocen todos los genes causantes de la enfermedad.

El paciente puede no tener la enfermedad de la que se tiene sospecha clínica, lo que supondría que los genetistas
están analizando un gen que no es el indicado.
Laboratorios de Genética
Existen dos tipos principales de laboratorios de Genética. En
uno de ellos se analizan principalmente los genes, mientras que
en el otro los estudios se centran en los cromosomas.
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Citogenética
Si un médico sospecha de la existencia de una enfermedad genética causada por una alteración en un cromosoma, pedirá al laboratorio de citogenética un examen de los cromosomas del paciente. Las muestras pue-
Es importante recordar que las técnicas de análisis genético y
los conocimientos en el campo de la genética avanzan muy rápidamente. Por tanto, incluso si en el momento actual no se ha
podido encontrar la mutación, eso no descarta la posibilidad de
que nuevas técnicas permitan a los genetistas identificarlas en el
futuro.
¿Por qué el tiempo de realización de un análisis genético es
tan variable entre unas enfermedades y otras?
Si el laboratorio sabe exactamente que mutación ha de buscarse, bien porque se ha identificado previamente en otro miembro
de la familia, o bien porque se conoce un área delimitada dentro
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Esta es una cuestión muy importante. En los laboratorios de
genética se dice que “cualquiera puede identificar una mutación,
pero no todo el mundo tiene conocimientos para interpretar su
significado”. Las mutaciones pueden tener diferentes grados de
gravedad y conocer sus efectos requiere experiencia sobre la
enfermedad y el gen o cromosoma, además de atención al detalle. De forma que… ¿cómo se sabe en el laboratorio si una variante genética es buena, mala, o no tiene ningún efecto?
Primeramente, es importante que un experto en genética clínica
haya examinado al paciente, sus familiares y la historia familiar,
y quizás también los resultados de otros análisis previos. Esto
representa el punto de partida sobre qué gen o cromosoma investigar. Así, por ejemplo, si el genetista piensa que el paciente
puede tener fibrosis quística porque éste presenta síntomas típicos y además otros familiares han tenido la enfermedad, entonces se extraerá una muestra para enviar al laboratorio. Asimismo, se le proporciona al laboratorio toda la información relevante
sobre el paciente y la historia familiar y se solicita la búsqueda
de mutaciones que causan fibrosis quística. Si el laboratorio encuentra una mutación conocida por causar la enfermedad, entonces se confirmará que el paciente tiene, en efecto, fibrosis
quística.
En algunos casos sucede que un niño
tiene una enfermedad genética pero los
padres no son portadores de la mutación. En este caso es probable que la
mutación se haya producido en el momento de concepción del bebé. A estas
mutaciones se las denomina mutaciones “de novo”.
En otros casos el laboratorio no podrá
determinar si la mutación es causante
de la enfermedad o no. Esto sucede
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den ser de sangre, piel, líquido amniótico o vellosidad coriónica.
Primeramente, las células se cultivan para su crecimiento. Más
tarde, las células se colocan en un porta y son teñidas, para poder así ser observadas fácilmente con el microscopio.
Figura 2: Aspecto de los cromosomas bajo el microscopio
Lo primero
que
hace el citogenetista es un recuento del número de cromosomas. Algunas enfermedades son causadas por un número adicional de cromosomas. Uno de los ejemplos más comunes es el
síndrome de Down. Las personas con este síndrome normalmente tienen un cromosoma más en sus células. El citogenetista
también comprueba la estructura de los cromosomas. Los
cambios en la estructura suceden cuando el material de un cromosoma se redistribuye como resultado de una rotura, lo que
puede implicar una ganancia o pérdida de material genético. En
ocasiones, la técnica de Hibridación In Situ Fluorescente
(FISH) se usa para detectar cambios demasiado pequeños para
verse directamente al microscopio o para confirmar una alteración inicialmente detectada por microscopía.
Figura 3: Cromosomas colocados en orden o cariotipo
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A diferencia de los cromosomas, el ADN no puede examinarse
directamente con un microscopio. El genetista molecular extrae
el ADN de las células y lo usa para preparar reacciones químicas que permiten leer el código del gen de interés. Existen muchas técnicas distintas para identificar mutaciones. La secuenciación es una de las más comunes.
Figura 4: Secuenciación de ADN: ¡encuentra la diferencia!
El análisis
citogenético
es un proceso laborioso.
Primeramente han de crecerse los cultivos celulares, lo que lleva
al menos una semana. Otros siete días pueden ser necesarios
para preparar los portas y realizar el análisis individualizado de
los cromosomas en el microscopio.
Secuencia Normal
Secuencia de un paciente
2) Genética molecular
Ante la sospecha de una enfermedad de base genética causada
por una mutación en un determinado gen, el médico solicita una
prueba consistente en el análisis de dicho gen al laboratorio de
genética molecular. Las instrucciones contenidas en el ADN
están codificadas mediante cuatro letras: A, C, G y T. En el laboratorio de genética molecular se buscan “errores de ortografía”
en la secuencia de un gen en particular. Un gen puede consistir
en una secuencia de 10,000 letras o más de código de ADN. El
trabajo del genetista consiste en leer el código y encontrar posibles cambios que puedan interferir en las instrucciones que necesita el organismo, y por tanto causar la enfermedad.
Aquí se muestra un tramo del código de un gen. Si puedes ver la
imagen en color apreciarás que cada letra de código se representa con un color diferente. La imagen de la izquierda presenta
una secuencia normal, y la de la derecha, la secuencia de un
paciente. En la imagen de la izquierda cada letra tiene un solo
“pico”. Sin embargo, en la de la derecha se puede ver que el paciente tiene dos picos en la misma posición, una G (línea negra)
y una C (línea azul). Esto indica que existe una mutación en esta
posición, en uno de los dos pares de cromosomas.
¿Cómo se determina si una mutación es dañina?