Diagnóstico genético del trastorno del espectro autista (TEA): análisis mediante secuenciación del genoma completo

Abstract

ANTECEDENTES: Los trastornos del espectro autista (TEA) son un grupo de afecciones diversas, relacionadas con el neurodesarrollo y cuyo diagnóstico se establece en base a unos criterios clínicos. Constituyen, actualmente, una de las enfermedades con mayor importancia en la investigación debido al notable aumento en su incidencia en los últimos años y al impacto que suponen no sólo en la vida de los pacientes sino también en sus familias y entorno. Aunque se trata de una enfermedad de etiología compleja y múltiple, sabemos que la genética juega un papel crucial en estos trastornos, de hecho, se considera que es el trastorno del neurodesarrollo con mayor heredabilidad (83%). OBJETIVO: El principal objetivo de este trabajo es realizar un análisis de genoma completo de cinco tríos de TEA (probando afectado y progenitores sanos) con el objetivo encontrar una variante causal que nos proporcione el diagnóstico genético. Junto a ello, se quiere comprobar si el análisis del genoma completo en tríos nos podría ofrecer una mayor eficacia, fiabilidad y rapidez diagnóstica como prueba de primer nivel en el diagnóstico de TEA, analizando, para ello, el caso de un paciente que ha sido estudiado mediante WES (whole exome secuencing) previamente con resultado negativo. MÉTODOS: En este trabajo, partimos de cinco tríos genéticos, es decir, cinco pacientes con un diagnóstico clínico de TEA (probandos afectos) y sus respectivos padre y madre (progenitores sanos o afectos). De cada probando afecto, tenemos el conjunto de las variantes de su genoma, las cuales priorizaremos, filtraremos y anotaremos funcionalmente gracias a la herramienta software Emedgene Analyze (Illumina, inc.), con el objetivo de reducir el número y quedarnos con variantes candidatas para analizarlas en detalle y encontrar la variante o variantes causales si es que existen. Una vez obtenido un número manejable de variantes candidatas, llevaremos a cabo el proceso de estudio y selección de estas basándonos en criterios como la clasificación de patogenicidad, herencia, compatibilidad del fenotipo con el descrito en la literatura y bases de datos etc., con el objetivo de llegar al diagnóstico genético final. RESULTADOS: Se ha conseguido llegar al diagnóstico genético en cuatro de los cinco probandos afectos, incluyendo aquel con un resultado negativo en un estudio previo de WES (whole exome sequencing); encontrado y caracterizando la variante causal del fenotipo clínico en cada uno de estos casos. En el otro probando, no se ha conseguido encontrar la variante causal, sin que ello implique que no exista. La aparición, en el futuro, tanto de nuevos datos del paciente, como de avances tecnológicos y de investigación podrían aportar más datos al estudio de este caso.ANTECEDENTES: Os trastornos do espectro autista (TEA) son un grupo de afeccións diversas, relacionadas co neurodesarrollo e cuxo diagnóstico se establece en base a uns criterios clínicos. Constitúen, actualmente, unha das enfermidades con maior importancia na investigación debido ao notable aumento na súa incidencia nos últimos anos e ao impacto que supoñen non só na vida dos pacientes senón tamén nas súas familias e contorna. Aínda que se trata dunha enfermidade de etioloxía complexa e múltiple, sabemos que a xenética xoga un papel crucial nestes trastornos, de feito, considérase que é o trastorno do neurodesarrollo con maior heredabilidade (83%). OBXECTIVO: O principal obxectivo deste traballo é realizar unha análise de xenoma completo de cinco tríos de TEA (probando afectado e proxenitores sans) co obxectivo atopar unha variante causal que nos proporcione o diagnóstico xenético. Xunto a iso, quérese comprobar se a análise do xenoma completo en tríos poderíanos ofrecer unha maior eficacia, fiabilidade e rapidez diagnóstica como proba de primeiro nivel no diagnóstico de TEA, analizando, para iso, o caso dun paciente que foi estudado mediante WES (whole exome secuencing) previamente con resultado negativo. MÉTODOS: Neste traballo, partimos de cinco tríos xenéticos, é dicir, cinco pacientes cun diagnóstico clínico de TEA (probandos afectos) e o seu respectivos pai e nai (proxenitores sans ou afectos). De cada probando afecto, temos o conxunto das variantes do seu xenoma, as cales priorizaremos, filtraremos e anotaremos funcionalmente grazas á ferramenta software Emedgene Analyze (Illumina, inc.), co obxectivo de reducir o número e quedarnos con variantes candidatas para analizalas en detalle e atopar a variante ou variantes causais se é que existen. Unha vez obtido un número manexable de variantes candidatas, levaremos a cabo o proceso de estudo e selección destas baseándonos en criterios como a clasificación de patoxenicidade, herdanza, compatibilidade do fenotipo co descrito na literatura e bases de datos etc., co obxectivo de chegar ao diagnóstico xenético final. RESULTADOS: Conseguiuse chegar ao diagnóstico xenético en catro dos cinco probandos afectos, incluíndo aquel con un resultado negativo nun estudo previo de WES (whole exome sequencing); atopado e caracterizando a variante causal do fenotipo clínico en cada un destes casos. No outro probando, non se conseguiu atopar a variante causal, sen que iso implique que non exista. A aparición, no futuro, tanto de novos datos do paciente, como de avances tecnolóxicos e de investigación poderían achegar máis datos ao estudo deste casoBACKGROUND: Autism Spectrum Disorders (ASD) are a group of diverse conditions related to neurodevelopment and whose diagnosis is established based on clinical criteria. They are currently one of the most important diseases in research due to the notable increase in their incidence in recent years and the impact they have not only on the patients’ lives but also on their families and environment. Although it is a disease of complex and multiple etiology, we know that genetics plays a crucial role in these disorders, in fact, it is considered to be the neurodevelopmental disorder with the highest heritability (83%). OBJECTIVE: The main objective of this work is to perform a whole genome analysis of five ASD trios (testing affected and healthy parents) with the aim of finding a causal variant that will provide us with the genetic diagnosis. Together with this, we want to check if the analysis of the complete genome in trios could offer us greater efficiency, reliability, and diagnostic speed as a first level test in the diagnosis of ASD, analyzing, for this purpose, the case of a patient who has been studied by WES (whole exome sequencing) previously with negative results. METHODS: In this project, we started from five genetic trios, that is, five patients with a clinical diagnosis of ASD (affected probands) and their respective fathers and mothers (healthy or affected parents). For each affected proband, we have the set of variants of their genome, which we will prioritize, filter and functionally annotate thanks to the Emedgene Analyze software tool (Illumina, inc.), with the aim of reducing the number and keeping candidate variants to analyze them in detail and find the causal variant(s) if they exist. Once we have obtained a manageable number of candidate variants, we will carry out the process of study and selection of these based on criteria such as classification of pathogenicity, inheritance, compatibility of the phenotype with that described in the literature and databases, etc., with the aim of arriving at the final genetic diagnosis. RESULTS: Genetic diagnosis has been achieved in four of the five affected probands, including the one with a negative result in a previous WES (whole exome sequencing) study, finding and characterizing the causal variant of the clinical phenotype in each of these cases. In the other proband, the causal variant has not been found, although this does not imply that it does not exist. The appearance, eventually, of new patient data, as well as technological and research advances, could contribute more data to the study of this case.