Revisión Global: El Proyecto 100.000 Genomas investiga el papel de la secuenciación del genoma en pacientes con enfermedades raras no diagnosticadas después de someterse a numerosas consultas y hospitalizaciones en el Servicio Nacional de Salud del Reino Unido. 

La secuenciación de última generación (NGS) ha mejorado las tasas de diagnóstico de enfermedades raras durante la última década. Sin embargo, la mayoría de los pacientes con enfermedades raras permanecen sin un diagnóstico molecular después de las pruebas de diagnóstico estándar. Para abordar esta brecha de diagnóstico, el gobierno del Reino Unido lanzó el Proyecto 100.000 Genomas en 2013 para aplicar la secuenciación del genoma completo al estudio de enfermedades raras, cánceres e infecciones en el servicio nacional de salud (NHS). El reclutamiento de los participantes del estudio piloto y la secuenciación se llevaron a cabo de enero de 2014 a diciembre de 2016, los resultados se devolvieron a los centros de genómica (GMC) de mayo de 2016 a abril de 2019. Fueron 4660 participantes (2183 probandos y 2477 familiares), entre los cuales 161 trastornos estaban presentes dentro de un amplio espectro de enfermedades raras. Se representaron síndromes neurológicos, oftalmológicos y tumorales. Fueron reclutados participantes con familiares afectados y no afectados. El objetivo era reclutar tríos de familiares (padres y probando) o estructuras familiares más amplias para facilitar la búsqueda de variantes. Entre los probandos reclutados con múltiples pólipos intestinales, el 93% eran hijos únicos (es decir, probandos para los que no se reclutaron otros miembros de la familia). En cambio, el 12% de los probandos con discapacidad intelectual eran solteros. Los probandos adultos se inscribieron con más frecuencia que los probandos pediátricos (edad ≤18 años en el momento de la inscripción) (74 % frente a 26 %), lo que está en consonancia con el porcentaje de niños y adultos en la población general de Inglaterra y el Reino Unido. % vs. 21% [censo de Inglaterra y Gales de 201123]. Un porcentaje menor de probandos reclutados eran mujeres, debido a la diferencia entre probandos pediátricos (232 niñas y adolescentes [11 %] frente a 339 niños y adolescentes [16 %], P<0,001); el porcentaje esperado de probandos femeninos fue del 51 % (según el censo de Inglaterra y Gales de 2011) en la mayoría de las categorías de las enfermedades. La mayor susceptibilidad de los hombres que de las mujeres a las condiciones recesivas ligadas al cromosoma X puede explicar este sesgo sexual: más del 6% de todos los diagnósticos involucraron variantes en el cromosoma X (que representa aproximadamente el 5% del genoma). La ascendencia inferida de los probandos fué de acuerdo con lo que se esperaría en función de la población general, en la que el 86 % de los niños y adultos eran blancos, el 8 % asiáticos, el 3 % negros, el 2 % mestizos y el 1 % otros (Censo de Inglaterra y Gales de 2011).

DIAGNÓSTICO BASADO EN LA INVESTIGACIÓN

Un total del 14% de los diagnósticos genéticos requirieron más investigación fuera de la rutina de diagnóstico. Esta investigación involucró un análisis combinado de secuencias genómicas y datos clínicos. Se realizaron diagnósticos adicionales mediante la detección de la presencia de variantes de novo en regiones de codificación altamente restringidas. Estos diagnósticos incluyeron una variante sin sentido de novo en el gen EBF3 en un paciente con ataxia hereditaria. Un análisis del genoma mitocondrial identificó la heteroplasmia que condujo a cuatro nuevos diagnósticos, además de los nueve ya realizados a través del diagnóstico principal. Doce probandos tenían variantes de splicing intrónico que Exomiser priorizó debido al estado patogénico conocido de estas variantes en la base de datos ClinVar. Nueve diagnósticos relacionados con nuevas variantes no codificantes, no descritas en la literatura, requirieron la exploración de todo el genoma y la validación funcional in vitro a través de ensayos de transcriptasa-PCR inversa, minigen o luciferasa. Para estos diagnósticos, se buscaron casos no resueltos en probandos de variantes no codificantes que afectan genes, solos o en heterocigosidad compuesta con variantes de pérdida de función incluidos en los paneles utilizados. Estos casos se identificaron utilizando el Genomiser o, para probandos con trastornos de la retina, análisis sistemático de regiones no traducidas, promotores o intrones. Los casos de 43 probandos se explicaron total o parcialmente por variantes estructurales o simples expansiones repetidas en tándem en los genes HTT o FXN en los probandos con paraplejia espástica hereditaria.

IDENTIFICACIÓN DE NUEVAS ENFERMEDADES

Identificaron 828 asociaciones genés-enfermedad con valores estadísticamente significativos (valor Q <0,1), 249 genes conocidos y 579 genes nuevos (nuevos en relación con su asociación con la enfermedad), con un número medio (±DE) de asociaciones de solo 0,03±0,2 (rango, 0 a 3) de 10.000 permutaciones en las que los casos y controles se asignaron aleatoriamente. Un total de 22 candidatos representan los nuevos genes de la enfermedad mendeliana de penetrancia completa (números de acceso de ClinVar, SCV001759972 a SCV001760540) con tres diagnósticos recientemente confirmados de forma independiente: UBAP1 en paraplejía espástica hereditaria, FOXJ1 en bronquiectasias sin fibrosis quística y SORD en la enfermedad de Charcot -Marie-Tooth. Se han diagnosticado tres probandos con estos genes, y actualmente se estan investigando otros utilizando la herramienta en línea GeneMatcher y estudios de validación funcional en organismos modelo.

RESULTADOS EN EL SISTEMA DE SALUD TRAS EL DIAGNÓSTICO

Los hallazgos terminaron con largas odiseas de diagnóstico para algunos participantes y sus familias (la duración promedio de tal odisea fue de 75 meses y el número promedio de visitas al hospital fue de 68), y se especula que mitigarán los costos de recursos del sistema nacional de salúd, el costo combinado de 183.273 consultas de atención hospitalaria entre los participantes afectados fue de £87 millones [US$122 millones. Además, los médicos informaron que 134 de los 533 diagnósticos genéticos (25 %) indicaban una acción clínica inmediata, solo 11 (0,2 %) se describieron como un diagnóstico genético sin beneficio. A partir de ahora, el resto de los diagnósticos son de utilidad desconocida. Los beneficios de atención médica incluyeron 4 diagnósticos que llevaron a la sugerencia de un cambio en la medicación, 26 que llevaron a la sugerencia de vigilancia adicional del probando o familiares, 13 que permitieron la elegibilidad para ensayos clínicos, 59 que informaron futuras opciones reproductivas y 32 que condujo a otros benefícios clínicos.

Estúdios anteriores han demostrado cómo la secuenciación por NGS puede conducir a diagnósticos, con rendimientos del 25 al 29% utilizando la secuenciación del exoma en personas que no han recibido ninguna prueba genética previa. La Red de Enfermedades No Diagnosticadas informó un rendimiento diagnóstico del 26% usando una combinación de análisis de secuencia del genoma completo y del exoma completo en 382 pacientes, y otro estudio de secuenciación del genoma mostró un rendimiento del 42% entre 50 probandos con discapacidades intelectuales que ya habían sido evaluados. En los probandos con una amplia gama de trastornos (161 en total) con una necesidad diagnóstica insatisfecha, encontramos resultados similares a los estudios previos.

Referencia: 

100,000 Genomes Pilot on Rare-Disease Diagnosis in Health Care – Preliminary Report.

100,000 Genomes Project Pilot Investigators; Smedley D, Smith KR, Martin A, Thomas EA, McDonagh EM, Cipriani V, Ellingford JM, Arno G, Tucci A, Vandrovcova J, Chan G, Williams HJ, Ratnaike T, Wei W, Stirrups K, Ibanez K, Moutsianas L, Wielscher M, Need A, Barnes MR, Vestito L, Buchanan J, Wordsworth S, Ashford S, Rehmström K, Li E, Fuller G, Twiss P, Spasic-Boskovic O, Halsall S, Floto RA, Poole K, Wagner A, Mehta SG, Gurnell M, Burrows N, James R, Penkett C, Dewhurst E, Gräf S, Mapeta R, Kasanicki M, Haworth A, Savage H, Babcock M, Reese MG, Bale M, Baple E, Boustred C, Brittain H, de Burca A, Bleda M, Devereau A, Halai D, Haraldsdottir E, Hyder Z, Kasperaviciute D, Patch C, Polychronopoulos D, Matchan A, Sultana R, Ryten M, Tavares ALT, Tregidgo C, Turnbull C, Welland M, Wood S, Snow C, Williams E, Leigh S, Foulger RE, Daugherty LC, Niblock O, Leong IUS, Wright CF, Davies J, Crichton C, Welch J, Woods K, Abulhoul L, Aurora P, Bockenhauer D, Broomfield A, Cleary MA, Lam T, Dattani M, Footitt E, Ganesan V, Grunewald S, Compeyrot-Lacassagne S, Muntoni F, Pilkington C, Quinlivan R, Thapar N, Wallis C, Wedderburn LR, Worth A, Bueser T, Compton C, Deshpande C, Fassihi H, Haque E, Izat…See abstract for full author list ➔N Engl J Med. 2021 Nov 11;385(20):1868-1880. doi: 10.1056/NEJMoa2035790.PMID: 34758253 Free PMC article.