Servei de Bioquímica i Genètica Molecular

Genètica Molecular

A la Secció de Genètica Molecular es realitzen les proves de laboratori relacionades amb el diagnòstic genètic de les malalties hereditàries. L'activitat assistencial es desenvolupa al voltant de tres àrees: Genètica i Citogenètica Molecular, Citogenètica Convencional i Consell Genètic. 

L'àrea de Genètica i Citogenètica Molecular és centre de referència de la Xarxa d'Hospitals vinculats a l'Institut Català de la Salut (ICS), oferint proves de diagnòstic molecular per a més de 100 malalties hereditàries i utilitzant les tècniques més adequades en cada condició: PCR convencional, seqüenciació Sanger, MLPA, Cariotip Molecular a través de microarrays cromosòmics​ i seqüenciació massiva mitjançant la seqüenciació de l'exoma complet.

La Secció participa en diferents programes de diagnòstic/cribratge de Catalunya, com són el cribratge neonatal de la fibrosi quística , el programa de diagnòstic prenatal, que inclou el cribratge d'aneuploïdies fetals en sang materna (test prenatal no invasiu, NIPT), i l'estudi germinal de càncer hereditari al Programa d'Oncologia de Precisió de CatSalut.

A l'àrea de Citogenètica Convencional, bona part del treball està dedicada al diagnòstic prenatal, actuant com a centre de referència a Catalunya, utilitzant tant de cariotip convencional com a hibridació fluorescent in situ (FISH). 

A la consulta de Consell Genètic es proporciona diagnòstic clínic i assessorament genètic i reproductiu en malalties d'origen genètic.

Cap de Secció: Dra. Cèlia Badenas

Tècniques destacades

Tecnologia d'arrays per Hibridació genòmica comparada (aCGH)

La hibridació genòmica comparativa o CGH (de l'anglès Comparative Genomic Hybridization) és un mètode de citogenètica molecular emprat per analitzar variacions del nombre de còpies (copy number variants o CNV). Relaciona el nivell de ploïdia de l'ADN d'una mostra en comparació d'una mostra de referència sense la necessitat de fer un cultiu cel·lular. L'objectiu d'aquesta tècnica és comparar de manera ràpida i eficient dues mostres d'ADN genòmic per detectar guanys o pèrdues de material genètic.

L'aCGH emprat al nostre laboratori es compon de més de 60.000 sondes de tipus oligonucleòtid. Aquest disseny permet interrogar més de 300 regions del genoma causants de reordenaments recurrents relacionats amb síndromes genòmiques conegudes amb una alta cobertura (de mitjana 1 sonda/10Kb), oferint un temps de resposta en mostres prenatals de 10-15 dies laborables des de la recepció de la mostra.

Test no invasiu prenatal en sang materna (NIPT, Illumina, NGS)

El NIPT (de l'anglès, noninvasive prenatal testing) o l'estudi de l'ADN lliure circulant és una prova de cribratge per a la detecció d'aneuploïdies fetals més freqüents (trisomia 21, 13 i 18) en mostres de sang materna de gestants amb ≥10 setmanes de gestació. Fins fa pocs anys, només hi havia dues proves per a la detecció de les aneuploïdies fetals: el cribratge combinat i la realització d'una prova invasiva (amniocentesi o biòpsia de vellositats coriòniques). Els cribratges bioquímics ofereixen menor precisió i menor taxa de detecció, i els procediments invasius comporten un petit risc de pèrdua de l'embaràs (0.1%). L'ús del NIPT permet incrementar la taxa de detecció d'aquestes aneuploïdies (que pot arribar al 99,9% per a la trisomia 21) i reduir el nombre de procediments invasius (fins a un 80%).

El sistema utilitzat per a la detecció prenatal d'aneuploïdies fetals es fa mitjançant l'amplificació massiva de l'ADN fetal lliure circulant en sang materna. El protocol inclou l'ús del robot Hamilton, que permet l'anàlisis simultani de 24, 48 o 96 mostres, i la seqüenciació al NextSeq550Dx. Les dades generades s'analitzen mitjançant un programa de la casa comercial (Illumina). El risc d'aneuploïdies es valora mitjançant el càlcul de l'NCV (valor normalitzat de cada cromosoma), que compara el nombre de lectures dels cromosomes a valorar, en aquest cas els cromosomes 21, 18 i 13, respecte a uns cromosomes de referència de la mateixa mostra. Un excés en el nombre de lectures indicarà la presència d'una aneuploïdia al cromosoma determinat. A més, també s'inclou el càlcul de la fracció fetal (percentatge d'ADN d'origen fetal). L'ADN circulant és majoritàriament d'origen matern i, en menor proporció, d'origen fetal. La mida de l'ADN matern és lleugerament superior a l'ADN fetal, i això permet determinar el percentatge d'ADN fetal lliure present a la sang materna. El NIPT presenta un alt nivell de sensibilitat (>99% per a T21 i >98% per a T18 i T13) i especificitat (~99.9 % per les 3 trisomes), superiors als del cribratge combinat tradicional.

Seqüenciació massiva de l'exoma complet

La seqüenciació massiva de l'exoma complet permet obtenir les variants de totes les regions gèniques que codifiquen per a proteïnes. Tot i que l'exoma representa menys del 2% de tot el genoma (~45Mb), s'estima que conté el 85% de les variants causants de malalties mendelianes. És una tecnologia de seqüenciació d'alt rendiment.

Al nostre hospital utilitzem el protocol de seqüenciació massiva Twist Exome 2.0 plus Comprehensive Exome spike-in (Twist Bioscience), i posterior seqüenciació a la plataforma Novaseq X PlusIllumina). A l’àrea operativa del COREBM es realitza tant la part tècnica com l’anàlisis primari de les dades a la secció de bioinformàtica. Posteriorment, un facultatiu de la secció de genètica realitza l'anàlisi i interpretació de les variants puntuals i de número de copia (CNVs) obtingudes. En base a la informació clínica facilitada es realitza un anàlisis ad hoc del pacient que pot incloure un o mútlipes panells de gens pre-definits que revisem periòdicament (per exemple, atàxies hereditaries, malalties oftalmològiques, discapacitat intel·lectual, cardiomiopaties familiars o estudis de càncer hereditari ) o es realitza un anàlisis per termes HPO en aquells pacients amb clínica molt complexe. Finalment, s'emet un informe amb els resultats trobats, la seva interpretació i l'assessorament genètic.

Les dades generades s'emmagatzemen i s'ofereix l'oportunitat de fer ampliació d'estudi en els casos que ho requereixin (per exemple: nous gens identificats associats a la malaltia o aparició d'altres fenotips amb origen genètic ). Un cop detectada la causa genètica, es pot procedir a l'estudi dels familiars a risc i proporcionar un adequat assessorament genètic.

Genètica ocular

El diagnòstic genètic de malalties oftalmològiques hereditàries és una de les incorporacions més recents a la secció de Genètica Molecular del Centre de Diagnòstic Biomèdic. La genètica desempenya un paper fonamental en la comprensió i el diagnòstic d'un ampli espectre de patologies oculars.

Gràcies a la seqüenciació massiva de l'exoma complet, podem estudiar més de 40 patologies oculars amb base genètica, entre les quals s'inclouen les distrofies de retina, el glaucoma, la degeneració macular associada a l'edat (DMAE) i l'atrofia òptica autosòmica dominant.

Les tecnologies de seqüenciació de nova generació (NGS) han revolucionat el diagnòstic molecular d'aquestes patologies, permetent l'anàlisi simultani de múltiples gens, la detecció de variants patogèniques prèviament no descrites i una caracterització més precisa de malalties genèticament heterogènies.

Moltes d'aquestes malalties oculars amb base genètica, sobretot les distrofies de retina, són de diagnòstic clínic complex a causa del gran solapament fenotípic que hi ha entre elles. Per això, l'estudi genètic resulta clau per confirmar el diagnòstic, establir el risc de transmissió familiar i explorar les opcions terapèutiques disponibles o en desenvolupament.

Recerca

“Ens mou formar part d'un equip multidisciplinari que uneix els seus esforços per millorar la salut de les persones” 

Línies de recerca:

• Biologia molecular de la reproducció i el desenvolupament
• Melanoma: imatge , genètica i immunologia
• Inflamació i malaltia hepàtica

Projectes en desenvolupament:

• Grup de Recerca de Malalties Rares d’Origen Genètic. Beca Grup de Recerca Consolidat (2021 SGR 01492).
• Validación de la tecnología de long-read sequencing como herramienta diagnóstica integral en el estudio de las ataxias hereditarias
• IMPaCT Genómica
• Xarxa interhospitalària catalana de variants genètiques per millorar el diagnòstic genètic en malalties rares
• EU RESOLVE (EU-Resolution Biology Network)
• LEOPARD (Liver Electronic Offering Platform with Artificial intelligence-based Devices) (N. 101080964)
• Precision medicine-based prediction of disease progression and response to treatment in patients with advanced liver disease (PID2022-138970OB-I00).
• Grup Investigació hepática: recerca bàsica i experimental. Beca Grup de Recerca Consolidat (2021 SGR 01323).
• DECISION (Decompensated cirrhosis: identification of new combinatorial therapies based on systems approaches) grant agreement N. 847949
• Seguimiento de pacientes con cáncer de vejiga músculo-invasivo mediante un panel de DNA tumoral circulante agnóstico al tumor
• L'efecte de l'edat paterna en la composició molecular dels espermatozoides i la identificació d'alteracions proteòmiques i de la cromatina rellevants per a la fertilitat i la infertilitat
• Maduresa molecular de la cromatina espermàtica i selecció d'espermatozoides en tractaments de reproducció assistida.
• Un estudi clínic doble cec, aleatoritzat i controlat amb placebo per verificar l'eficàcia de l'antioxidant TetraSOD en la millora de la qualitat del semen en pacients amb infertilitat idiopàtica.
• Estudi genètic per NGS de pacient azoospèrmics

Accés a la secció de Recerca de l'Hospital Clínic de Barcelona

Accés a la secció de Recerca del CDB