"La secuenciación masiva aborda problemas genéticos de todo tipo"

1.- ¿Cómo surge el Servicio de Secuenciación Masiva de Cantoblanco?

Surge como una iniciativa entre el Instituto de Investigaciones Biológicas (IIB), el Centro Nacional de Biotecnología (CNB), el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), el Centro de Investigaciones Biomédicas (CIB), la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Parque Científico de Madrid, ante el enorme impacto que esta tecnología tendrá en todos los campos relacionados con la Genética.

Gracias a nuestra experiencia como laboratorio de Genómica los centros de investigación han acordado que el Parque Científico de Madrid es el lugar más adecuado para ubicar esta infraestructura y desde la cual gestionar los servicios científicos que ofrece. El servicio está en pleno funcionamiento desde noviembre de 2010.

2.- ¿Existe un servicio similar en la Comunidad de Madrid? ¿Y en el resto de España?

Este servicio es único en la Comunidad de Madrid, con la ventaja de disponer de una doble tecnología de secuenciación masiva cada una con distintas características y aplicaciones, y también se sitúa entre los primeros dentro del ámbito nacional.

Lo que además es innovador es la estructura, pues se basa en la colaboración de cuatro centros mixtos o propios del CSIC y de la UAM, con una Fundación de apoyo a la I+D, como el Parque Científico de Madrid, en virtud de la cual todos ellos aportan no solo financiación sino también personal técnico experto, lo que hace disponible en tiempo récord esta tecnología a los propios centros del consorcio, así como a otros usuarios de la comunidad científica, clínica y empresarial.

3.- ¿Qué equipamiento constituye el laboratorio de Secuenciación Masiva de Cantoblanco?

Esta compuesto principalmente por un secuenciador de genomas FLX-454 comercializado por la empresa Roche, que realiza un número superior a 1 millón de lecturas de una longitud mayor de 400 bases en cada carrera, lo cual facilita su ensamblado en el análisis posterior y un analizador genético GA-IIx comercializado por la empresa Illumina, que realiza cientos de millones de lecturas por carrera, de una longitud adaptable desde 35 nucleótidos hasta 2x150 nucleótidos, capaz de generar una cantidad de información en torno a 90 Gigabases (9x10[10] bases), equivalente a 30 veces el genoma humano.

El equipamiento se completa con una serie especializada de equipos necesarios para todas las técnicas preparativas y en particular por sistemas informáticos capaces de manejar y almacenar la enorme cantidad de información generada, que llega fácilmente al orden de los Terbytes.

4.- ¿Qué diferencia a la secuenciación de la secuenciación masiva?

La secuenciación masiva es la secuenciación de alta profundidad en ausencia de premisas. Las técnicas anteriores, con las que se alcanzó por ejemplo el conocimiento del genoma humano, siguen siendo válidas pero requerían un conocimiento previo de pequeños fragmentos de DNA que se utilizaban como iniciadores de una reacción de secuenciación dirigida a la región contigua y así sucesivamente. Este modelo "paso a paso" cambia en la secuenciación masiva a una secuenciación "en paralelo" donde cada fragmento se lee de forma independiente de los demás.

Nada de esta información sería útil si no fuera acompañada de una enorme productividad de lectura (del orden de genomas enteros) y de un desarrollo informático igualmente impresionante.

La secuenciación masiva es una técnica del siglo XXI, capaz de abordar problemas genéticos de todo tipo, con un coste y rapidez impensables en otros tiempos. Esta técnica está todavía desarrollándose y en plena fase de crecimiento.

5.- ¿Cuáles son las aplicaciones principales del servicio y sus ventajas para la comunidad investigadora y médica?

La característica fundamental de la secuenciación masiva es su capacidad de indagar en lo desconocido, lo cual no quiere decir que esté dirigido a especies exóticas. La secuenciación masiva es capaz de resolver, por ejemplo, qué especies componen la flora microbiana de una persona en asociación con su estado, o de descubrir genes o variantes nuevas que aún no estaban descritas. Si la secuenciación convencional fue capaz de desentrañar el genoma humano y de otras especies importantes, la secuenciación masiva nos está dando un mapa de la diversidad humana a escala planetaria. Su uso no acaba en absoluto en la genética humana y está también estudiar la biodiversidad genética de las especies que habitan la Tierra.

Adaptada al entorno clínico, sus aplicaciones son inmensas. La secuenciación masiva permite detectar transformaciones genéticas aún muy minoritarias en un proceso tumoral incipiente o determinar la base genética de una enfermedad rara, por poner algunos ejemplos. La capacidad de conocer el genoma individual de cada uno, ya al alcance, abre por fin la puerta a la medicina personalizada y a la nutrición personalizada como objetivo claro de las disciplinas de la farmacogenómica y la nutrigenómica, respectivamente.

En el diagnóstico de enfermedades genéticas, la capacidad y profundidad de la secuenciación masiva está llamada a desbancar a los costosos sistemas actuales, permitiendo realizar barridos genéticos de mucha mayor profundidad que los convencionales, explotando apenas una parte de su capacidad actual. Se están desarrollando ya los primeros sistemas de diagnóstico basados en secuenciación masiva que deberían conseguir la universalización de los test genéticos en la práctica clínica diaria.

6.- ¿Qué servicios se ofrece a las empresas desde el laboratorio de Secuenciación Masiva de Cantoblanco?

Los servicios demandados por las empresas son tan diversos como sus actividades. Tenemos una importante demanda de empresas con una actividad estrechamente vinculada al campo de la secuenciación masiva, caso de las de biomedicina y bioinformática. Nuestros primeros contactos están encaminados a prestar servicios de diagnóstico de enfermedades hereditarias. La secuenciación masiva está muy indicada para el descubrimiento de nuevos o mejores perfiles de susceptibilidad frente a ciertas enfermedades, o para analizar al máximo detalle perfiles genéticos previamente definidos.

Respecto a las empresas de tecnologías de la información, es interesante señalar que los principales avances de la secuenciación masiva para los próximos años vendrán de la mano de la bioinformática en relación con una mejor interpretación de los datos y la generación de programas adaptados al análisis de alta profundidad.

La secuenciación masiva no limita su capacidad en la genética humana. Muy al contrario, tiene una enorme potencialidad para la industria alimentaria, tanto desde el punto de vista del análisis de patógenos como en la mejora genética de animales y plantas; para la industria farmacéutica, porque permitirá definir con precisión los mecanismos de acción y las dianas terapéuticas de los nuevos fármacos, en toda la industria relacionada con biotecnología y en general en cualquier actividad donde se necesite estudiar con precisión el material genético de cualquier tipo de organismo.