Secuenciar para diagnosticar

No es un tópico decir aquello que las ciencias avanzan que es una barbaridad, pero si en algún campo sobresale la rapidez es en la tecnología para secuenciar el ADN. En su momento obtener la secuencia humana fue un mega proyecto millonario realizado en paralelo por un consorcio público y por Celera Genomics, la empresa de Craig Venter. Hoy en día los avances en ultrasecuenciación y pirosecuenciación, unidos con la mejora de la capacidad de procesamiento de datos y la optimización de los algoritmos informáticos nos permiten secuenciar de forma mucho más rápida y a un precio asequible. Lo más interesante es que es una tendencia que no parece que haya tocado techo, más bien al contrario. La previsión es que en muy poco tiempo a partir de una muestra de sangre nos secuencien el ADN completo para ver si tenemos alguna enfermedad genética, ver para que tipos de transplante somos compatibles, que medicación o terapia nos resultará más efectiva o simplemente, hacernos una dieta personalizada. Por otra parte tampoco será de extrañar que para hacernos un seguro de vida o solicitar un préstamo nos soliciten una secuencia completa del genoma. Es cuestión de (poco) tiempo. Todo esto parece todavía muy de ciencia ficción, o no. Entre otras cosas por que ya hay un precedente en el que una enfermedad solo se pudo diagnosticar después de secuenciar dos genomas completos.

La famosa Levodopa

Los implicados fueron la estodounidense Alexis Beery y su hermano mellizo Noah. Su historia empieza cuando tenían dos años de edad y se hizo evidente que algo no funcionaba bien. Presentaban un retraso tan grande en el desarrollo motor que ninguno de los dos era capaz de andar o de sentarse. Noah vomitaba continuamente y Alexis sufría temblores que duraban horas durante los cuales los ojos empezaban a girar involuntariamente. Un panorama desalentador para los padres. Con el tiempo lejos de mejorar, la condición de los dos hermanos empeoró. Un escaner del cerebro de Noah reveló daños en el área periventricular, lo que condujo a un diagnóstico de parálisis cerebral. Sin embargo los síntomas no mejoraron con el tratamiento. Alexis por su parte desarrollo problemas respiratorios y solo lograba caminar con dificultad, sufriendo de constantes desequilibrios. Lo más curioso en el caso de la niña es que los sintomas empeoraban a medida que avanzaba el día, con una curiosa peculiaridad. Si dormía una siesta, era como si hiciera un reset en el sistema. Se levantaba sin ninguno de los síntomas, pero estos aparecían a medida que transcurrían las horas de vigilia. Cansada de ir de especialista en especialista y que ninguno de ellos supiera interpretar estos peculiares síntomas, Retta, la madre de los mellizos, empezó a documentarse por su cuenta. Buceando en la literatura encontró con la descripción de un caso de una paciente llamada Kimberley Nelson que presentaba los mismos síntomas. También había sido originalmente diagnosticada con parálisis cerebral, pero John Fink, neurólogo de la Universidad de Michigan descubrió que realmente era una extraña enfermedad genética, la distonia dopa-sensible, causada por un déficit genético de dopamina. Parecía que por fin había un diagnóstico.



Robert de Niro y Robin Williams en "Despertares"

 Esta enfermedad está relacionada con la encefalitis letárgica, enfermedad estudiada por Oliver Sacks y que se describe en la película "Despertares" en la que unos pacientes pasan años en estado catatónico hasta que un fármaco llamado levodopa (dopamina sintética) consigue despertarles y volverles a un estado de normalidad. Con el tiempo se hacen resistentes al fármaco y vuelven a la catatonia. Al igual que en Despertares el tratamiento de Alexis consistió también en levodopa y los resultados fueron igual de espectaculares. De la noche a la mañana pudo andar y comer sin ayuda. Poco tiempo despues su hermano Noah empezo a desarrollar los síntomas del déficit de dopamina, lo que indujo a pensar que sufría la misma enfermedad y de la misma forma, respondió satisfactoriamente a la levodopa. Parecía  que el tema estaba solucionado... hasta que unos años después Alexis desarrolló una tos nocturna severa que le impedía dormir sin inhalar adrenalina sintética. Las cosas tampoco parecían funcionar del todo bien con Noah. Algo estaba fallando. A todo esto el padre de los gemelos había sido ascendido a importante ejecutivo de Life Technologies, una de las empresas punteras en biotecnología. Harto de incertidumbres en otoño del 2010 decidió cortar por lo sano y secuenciar el genoma de sus dos vástagos para ver si encontraba la raíz del problema. Y lo encontraron. El caso de sus hijos fue una extrañisima combinación genética proveniente de los dos progenitores. Los dos niños habían heredado dos mutaciones, una proveniente del padre y la otra de la madre, en dos regiones diferentes del mismo gen. Con una sola de las mutaciones no hubieran desarrollado la enfermedad puesto que en condiciones normales la copia del otro progenitor hubiera compensado el error, pero en su caso ninguna de las dos copias era funcional. La enzima afectada era la sepiapterina reductasa, que cataliza la formación de una molécula (la tetrahydrobiopterina) necesaria para la síntesis de los neurotransmisores dopamina y serotonina. Por lo tanto el problema no era solamente la falta de dopamina, sino también la de serotonina. El tratamiento era válido, pero incompleto. Cuando al tratamiento con levodopa se le añadió 5-hidroxitriptófano (un precursor de la serotonina) todos los síntomas remitieron. Actualmente los dos hermanos tienen 14 años y hacen una vida completamente normal para los chavales de su edad, salvo por tener que medicarse.


Es un lástima pensar que habrán muchos casos parecidos, casos parecidos que están siendo mal diagnósticados por no contar con la tecnología necesaria (no todos los pacientes tienen la suerte de tener a un padre jefazo en una empresa de biotecnología), pero por lo menos consuela saber que en pocos años esta tecnología estará a disposición de mucha más gente... esperemos que para entonces la sanidad continúe siendo pública, y si puede ser, universal.

La familia Beery al lado de un secuenciador automático (Retta Beery)

La fuente original de la historia es un artículo de Cristina Luiggi  en The Scientist.

Y con esta entrada participo en la VIII edición del Carnaval de Biología, que se aloja en el blog Resistencia Numantina y en la X del carnaval de Química, que se aloja en el blog BioUnalm.