Genomas estandarizados para mejorar control de calidad

Por el equipo editorial de LabMedica en español
Actualizado el 13 Oct 2016

Los investigadores han ampliado el conjunto de herramientas para el análisis más exacto de la secuenciación de próxima generación (NGS) de los genomas mediante el desarrollo de cuatro materiales de referencia adicionales (RM) que se deben procesar como controles para evaluar el desempeño del equipo, la química y el análisis de datos, que se utilizan.

Imagen: Una micrografía electrónica de barrido (SEM) muestra una célula de cáncer escamoso oral (blanco) que es atacada por dos células T citotóxicas (rojo). Las células T específicas del tumor se desarrollaron a partir del propio sistema inmune del paciente, una “vacuna personalizada contra el cáncer “como las que se puedan desarrollar en el futuro con la ayuda de los genomas humanos estandarizados del NIST como materiales de referencia (Fotografía cortesía de R.E. Serda / NCI).

Con la incorporación de RM de genoma a una colección cada vez mayor de varas de medición para la secuenciación del ADN, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, Gaithersburg, MD, EUA) ahora puede proporcionarles a los laboratorios con aún más capacidad de mapear el ADN para las pruebas genéticas, los diagnósticos médicos, y el desarrollo de terapias de fármacos personalizadas. Los nuevos RMs disponen de genomas humanos para 1 asiático y 3 individuos judíos Ashkenazi, así como un RM compuesto de cuatro microbios utilizados comúnmente en la investigación.

Los RM son críticos para evaluar adecuadamente la NGS y los métodos de pruebas genéticas y aumentar la confiabilidad y la eficacia de la medicina de precisión (medicina personalizada). Los RMs del NIST proporcionan estándares de todo el genoma, bien caracterizados, que pueden ayudar a un laboratorio a evaluar qué tan bien están funcionando sus procesos de secuenciación de ADN.

Los sesgos y los puntos ciegos para ciertas secuencias contribuyen a incertidumbres o errores en el análisis de las secuencias. Estos sesgos pueden conducir a cientos de miles de desacuerdos con respecto al mismo genoma. Para entender mejor estos sesgos, los laboratorios pueden ahora comparar sus resultados con la información proporcionada por el NIST. Los RMs han sido caracterizado extensamente con múltiples técnicas, y los resultados han sido ponderados y analizados para eliminar tanto sesgo y error, como sea como sea posible.

En 2015, el NIST publicó el primer RM para el genoma (NIST RM 8398) -detallando la composición genética de una mujer con ascendencia europea. Los 4 nuevos RM son: NIST RM 8391: hombre de ascendencia judía Ashkenazi de Europa del Este; NIST RM 8392: El hijo (el mismo que el NIST RM 8391), padre y madre, que son de una familia de ascendencia judía Ashkenazi de Europa del Este; NIST RM 8393: hombre de ascendencia de Asia Oriental (China); y NIST RM 8375: genomas para 4 especies bacterianas: Salmonella typhimurium LT2, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Clostridium sporogenes.

Los RM humanos, individuales, proporcionan una línea de base para comparar y contrastar los genes de linajes claramente diferentes, mientras que el RM del trío madre-padre-hijo ayuda en el análisis de vínculos genéticos entre los miembros de la familia. Los genomas de bacterias provienen de especies que desafían el desempeño técnico de los métodos de secuenciación y han sido determinados por la Dirección de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) de tener una relevancia significativa para la investigación de los problemas de salud pública como la contaminación de los alimentos, la resistencia a los antibióticos y las infecciones adquiridas en los hospitales.

Los RM pueden ayudar a aumentar la capacidad de los laboratorios de secuenciación de ADN a tener más confianza en sus informes de los verdaderos positivos frente a los falsos positivos y a los falsos negativos frente a los verdaderos negativos, y por lo tanto mejoran significativamente las pruebas genéticas utilizadas para la predicción del riesgo de la enfermedad, el diagnóstico y el seguimiento de la progresión. También se pueden utilizar con las herramientas desarrolladas por el “Equipo de comparación de la Alianza Global para la Genómica y Salud” con el fin de elevar aún más el nivel de confianza.

Del mismo modo, los genomas microbianos normalizados en NIST RM 8375 se pueden usar para evaluar el desempeño de los métodos de alto desempeño para la secuenciación del ADN microbiano.

Los RM fueron creados por el NIST y sus socios en el consorcio del Genoma en una Botella, un grupo que incluye a miembros del gobierno federal, la academia y la industria. El consorcio es administrado por la Iniciativa Conjunta de Metrología en Biología (JIMB), una colaboración entre el NIST y la Universidad de Stanford. A través de su esfuerzo para desarrollar, producir y distribuir un conjunto de RMs del genoma, el consorcio está proporcionándoles a los laboratorios médicos y de investigación, con las herramientas para avanzar en las aplicaciones clínicas de la secuenciación del genoma completo, y a la FDA con una mejor capacidad para llevar a cabo la supervisión reguladora, basada en ciencia, de la tecnología.

Los cinco RMs están disponibles para compra del programa Material de Referencia Estándar del NIST. Cada muestra de RM se caracteriza por la homogeneidad (para asegurar que cada vial contiene ADN similar) y por la estabilidad (para asegurar la comparabilidad de los futuros lotes). Las fuentes originales de los RM son del “Proyecto del Genoma Personal”, cuyas líneas de células están alojados en el Instituto Coriell de Investigación Médica.

Las próximas incorporaciones a la colección de RM pueden incluir todo el genoma de las personas con ascendencia hispana, africana y mixta, así como un conjunto que contiene los genes secuenciados de tanto tumores malignos como de las células normales del mismo individuo.

Enlaces relacionados:

National Institute of Standards and Technology

Genome in a Bottle consortium

NIST Standard Reference Materials