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G. Antiñolo
mar2k6
Genética y Genómica:
Nuestra herencia, Nuestro futuro
Guillermo Antiñolo
Unidad Clínica de Genética y Reproducción
Hospitales Universitarios Virgen del Rocío
Sevilla
G. Antiñolo
mar2k6
Nuestra herencia
Nuestro futuro
 Genética ¿el pasado?
 Genómica
 El Proyecto Genoma Humano
 Medicina Genómica
 Medicina Genómica, genética e
investigación
 Genómica y Sociedad
¿Por qué es importante el genoma?

El genoma contiene toda la información
necesaria para todos los aspectos
relacionados con:





Embriogénesis
Desarrollo
Crecimiento
Metabolismo
Reproducción
¿Cómo se organiza el genoma?


Los genes, ADN, gracias a diversas
proteínas (estructurales y reguladoras)
están empaquetados formando los
cromosomas.
Excepto durante la división celular, la
cromatina está homogéneamente
distribuida en el núcleo.
Genética vs Genómica

Genética: estudio de los
genes y sus efectos (por
ejemplo CFTR y la Fibrosis
Quística)

Genómica: estudio de
TODOS los genes del
genoma, incluyendo sus
interacciones con los
factores medio
ambientales.
Genética, ¿el pasado?
 Enfermedades causadas por la presencia o
ausencia de un cromosoma o región
cromosómica
 Enfermedades causadas por mutaciones de
un único gen
Carga Genética
El 8% de las personas es diagnosticado antes de los 25 años de
una enfermedad que tiene un componente genético

Enfermedades Monogénicas
Autosómicas dominantes
Autosómicas recesivas
Ligadas al X
3,6/1000
1,4/1000
1,7/1000
0,5/1000

Anomalias cromosómicas
1,8/1000

Enfermedades Multifactoriales
46,4/1000

Anomalías congénitas
26,6/1000

Otras
1,6/1000
Enfermedad rara
 Es aquella enfermedad con una prevalencia de:
 1/1350 (National Institute of Health)
 1/2000 (Unión Europea)
 Entre las enfermedades denominadas raras, más del 80%
presenta una base genética.
EFECTO DE LAS ENFERMEDADES DE
BASE GENÉTICA








Prevalencia en R.N. vivos de EBG > 2%
30-50% de los ingresos pediátricos
Primera causa de mortalidad en Andalucía hasta los 14 años
Afectan a la seguridad reproductiva
5% de la carga de enfermedad en nuestra población
Morbimortalidad perinatal, infantil y adulta
Dificultad diagnóstica y retraso en el diagnóstico
suponen una gran carga social y familiar




Esperanza de Vida.
Calidad de Vida.
Reproducción.
Adaptación Individual, Familiar y Social.
Enfermedad con
Componente Genético
Tiempo
Localización del gen
Identificación del gen
Diagnóstico
Función
Proyecto
Genoma
Humano
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Tiempo
Diagnóstico Genético
y
Medicina Molecular
Consejo
Genético
Diagnóstico
Prenatal
Diagnóstico
Presintomático
Síndrome de Wolf-Hirschhorn
Región 4p16.3
Exon 25a
Exon 12b
Exon
1
Tel
165 Kb
WHSCR
90 Kb
cen
Síndrome de DiGeorge/VCFS
LSI TUPLE 1
3’ TUPLE 1
D22S553
D22S609
D22S942
CLATHRI
N
CTP
cen
N25 D22S75
22q11.2
110 Kb
Tel
Fibrosis Quística

Desequilibrio iónico por alteración del transporte del ion cloro lo cual
provoca la formación de moco obstructivo en pulmones y páncreas y
elevadas concentraciones de cloro en las secreciones sudoríparas.

Enfermedad de herencia autosómica recesiva.

Gen responsable: CFTR (Cystic Fibrosis transmembrane regulator)

Localización molecular: 7q31

Alteración molecular: mutaciones en el gen CFTR
Análisis de las mutaciones mas
frecuentes en Fibrosis Quística
F508
G542X
G551D
R553X
1717-1G>A
N1303K
R117H
621+1G>T
W1282X
1078 del T
R334W
R1162X
A455E
3659 del C
3849+10kbC>T
D1507
S1251N
R347P
D1152H
E60X
2183AA>G
711+1G>T
1898+1G>A
3120+1G>A
2184delA
I148T
G85E
R560T
2789+5G>A
Amniocentesis
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DIAGNÓSTICO GENÉTICO
PREIMPLANTATORIO
Biopsia d +3
Fijación
FISH
Día +4
Blastocisto
Verde –- Cromosoma
Cromosoma 13
X
Verde
Acqua– -Cromosoma
Cromosoma21
18
Rojo
citoplasma
núcleo
núcleo
Análisis de la expansión en Corea de
Huntington
Nº de repeticiones
Edad de aparición de
síntomas
39
72-59
40
61-56
41
56-52
42
50-48
43
45-42
44
43-40
45
39-36
46
37-35
47
35-31
48
34-30
49
32-25
50
30-24
Cáncer hereditario
¿Cual es mi riesgo de
desarrollar cáncer?
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Genetic Susceptibility is NOT Health Destiny
Genetics is
just one
piece of the
“puzzle”
Factores que afectan a la penetrancia
Genes
modificadores
Respuesta al daño
del ADN
Carcinógenos
Otros
factores
No todo el que tiene un gen alterado desarrolla cáncer
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PROVISIÓN DE SERVICIOS DE SALUD
 Prevención primaria y secundaria en enfermedades de base genética
 Resultados e impacto de los servicios de genética en pacientes y familias
 Validez y utilidad clinica de los análisis genéticos
 Bases de datos de pacientes
 Integración de la genética médica en la práctica clínica
QA IN GENETIC TESTING
Life Science and Biotechnology - A strategy for Europe
Second Progress report and future orientations
(07/04/2004)
Priorities for future actions by Commission and Member States
• to engage in EU-wide co-ordination of efforts to ensure the
highest quality of genetic testing in the EU and beyond EU-25,
• to establish EU-wide networking of national centres for
exchanges of information regarding quality assurance of genetic
testing, including training activities, and EU-wide networking for
genetic testing of rare diseases.
Enfermedad con
Componente Genético
Localización del gen
Tiempo
Identificación del gen
Diagnóstico
Función
Medicina
Predictiva
Farmacogenética
Terapia
Farmacológica
Terapia Génica
Proyecto
Genoma
Humano
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Investigación en
Genética
Entender la
enfermedad
Entender la respuesta
al tratamiento
Nuevas Terapias
Individualizar el
tratamiento
Enfermedades complejas o
multifactoriales
De la genética médica a la
medicina genómica
Bases moleculares de
Identificación y caracterización
la neoplasia endocrina
molecular de nuevos loci de
múltiple y el cáncer
susceptibilidad para la enfermedad de
medular de tiroides
Hirschsprung y el cáncer medular de
familiar
tiroides
Identificación de
factores genéticos
involucrados en el
desarrollo y progresión
de enfermedades
complejas
Genética y genómica: herramientas
disponibles
Técnicas de detección de
mutaciones: SSCP, análisis de
heterodúplex, dHPLC y
secuenciación
Genotipación de marcadores
microsatélites
Banco DNA
Análisis de SNPs mediante
genotipación espectral y
minisecuenciación
Databases
Herramientas
bioinformáticas
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“Family history is very genomic”
--Sharon Kardia, Univ of Michigan
• Shared genes,
environments,
behaviors,and
their interactions
The Family History Public Health Initiative
http://www.cdc.gov/genomics/activities/famhx.htm
Perfil genético: preparados, listos, YA!!!
Abra la boca y diga: ACGT
ENFERMEDAD
METABOLOMA
PROTEOMA
TRANSCRIPTOMA
GENOMA
medicina genómica?
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Genoma
Transcriptoma
Proteoma
Metaboloma
Historia
clínica
Bioinformática
Datos del paciente seguros y confidenciales
Análisis y cruce de datos en tiempo real
• Diagnóstico individualizado
• Prescripción mas eficaz
• Mejores resultados en salud
• Reducción de costes sanitarios
Medicina
Personalizada
Consulta Médica
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medicina genómica?
(2020?) - Alzheimer Disease, for example
 5 or 6 genetic variations identified that strongly predispose for
Alzheimer disease; another 10 or 12 with weaker association
 Chip-based genetic test gives personal likelihood of developing the
condition
 Chip-based genetic test identifies the drug most likely to be
effective for given individual
 Chip-based genetic test determines individual likelihood of drug
side effects
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How Do Health Professionals Prepare for Genomic Medicine?
 Need to learn to “think genetically” - to:
 realize when genetic factors play a role
 effectively use family hx & genetic tests
 be able to explain genetics concepts
 deal with “risk” & genetic predisposition
 realize personal and societal impact of genetic
information
 protect genetic privacy
 use genetics to individualize patient care
 use genetics to preserve health
Misperceptions
 “Genomics isn’t relevant to me or the area of public health in
which I work”
Did you know that …
9 of the top 10 causes of death in the
U.S. have a genetic component?
Top 10 Causes of Death in the U.S. (2000)




?





HEART DISEASE
CANCER
CEREBROVASCULAR DISEASE
CHRONIC LOWER RESPIRATORY DISEASE
ACCIDENTS/UNINTENTIONAL INJURIES
DIABETES
PNEUMONIA/INFLUENZA
ALZHEIMER’S DISEASE
KIDNEY DISEASE
SEPTICEMIA
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Misperceptions
 “There are no interventions based on
genomics”
It’s true, we can’t change our genes.
BUT we can use this knowledge to …
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Potential Interventions
 Modify screening and medical
recommendations
 More Frequent Screenings
 Genetic Testing/Evaluation
 Interventions or Prevention
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Potential Interventions
 Target messages and
interventions aimed at changing
behaviors of high-risk groups
 Diet
 Physical Activity
 Smoking Cessation
 Alcohol Avoidance
 Others?
Aspectos éticos




Equidad
Confidencialidad
Uso adecuado de la información genética
Investigación biomédica
¿Cómo preparar a la sociedad en la
era de la genómica?
 Educación e información accesible con los objetivos de entender:
 La base científica de la genética
 La utilización de la genética en la práctica clínica
 Riesgo y predisposición
 Como afecta la información genética individualmente
 El impacto de la genética en la sociedad
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La desinformación genética
Elija el sexo de su hijo,
de forma natural.
Al menos el 50% de las
veces acertamos.
“To wrest from nature the secrets
which have perplexed philosophers
in all ages, to track to their sources
the causes of diseases, to correlate
the vast stores of knowledge, that
they may be quicly avalaible for the
prevention and cure of disease these are our ambitions.”
(William Osler, Montreal Medical
Journal, 1902).