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Genotipado masivo: en busca de marcadores para el diagnóstico certero de enfermedades

Ana M. AransayUnidad Genómica Funcional

CIC bioGUNE

San Sebastián, 22.06.06

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Tipos de alteraciones genéticas

Alteraciones a nivel cromosómico- Translocaciones- Amplificación génica o duplicación- Inversiones- Poliploidía- Pérdidas de Heterocigosidad

Alteraciones a nivel génico- Mutaciones puntuales (SNPs)- Delecciones/Inserciones- Hipermetilación

Inestabilidad de secuencias- Microsatélites

SNPs …

Single Nucleotide Polymorphism (SNP) Mutación causada por el cambio

de un único nucleótido Los SNPs son muy frecuentes en el genoma humano: hasta ahora se ha

descrito una media de 1 SNP cada ~1,250 pares de bases (suponen el 90%

de las diferencias entre dos genomas) La mayoría de los SNPs no tienen efecto fenotípico, pero algunos pueden

estar asociados con la susceptibilidad a ciertas enfermedades o con una

respuesta discordante a ciertos tratamientos farmacológicos. Grupos de

SNPs en desequilibrio de ligamiento pueden ser marcadores ideales para

diagnóstico.

¿Para qué podemos utilizar el genotipado masivo de SNPs?

Mapeo genómico Genética de poblaciones Estudios de asociación de enfermedades

!! Antes de elegir la estrategia idónea de genotipado hay que tener muy claro …

a) El objetivo detallado del estudio

b) Qué tecnologías de genotipado tenemos a nuestro alcance (tecnológica y económicamente)

c) Cuántas muestras (casos/controles) podemos conseguir

Metodologías de genotipado de SNPs

a) análisis de SNPs uno a uno

b) análisis de SNPs de Alta densidad, para caracterizar de forma detallada ciertos genes candidatos

c) análisis de SNPs de Baja densidad o rastreo de genoma completo, cuando no se tiene a penas información de los genes implicados.

TaqMan®: single SNP analysis

SNPlex™: 48 SNPs multiplex

Up to 29-plex level

* BeadArrays of 10K - 500K SNPs

Standard and Customized SNP sets

* Pools of 384 - 1,536 SNPs

Búsqueda de SNPs diana …

Indagar a cerca de ...

La Genética de la enfermedad que queremos estudiar:

conocimiento de los genes implicados o potencialmente

implicados:

Investigaciones previas en el mismo campo

La Genética de la enfermedad que queremos estudiar:

conocimiento de los genes implicados o potencialmente

implicados:

Investigaciones previas en el mismo campo Rutas implicadas, interacción de genes, etc.

Estudio detallado de Rutas Metabólicas de interés

La Genética de la enfermedad que queremos estudiar:

conocimiento de los genes implicados o potencialmente

implicados:

Investigaciones previas en el mismo campo Bibliografía (rutas implicadas, interacción de genes, etc.) Arrays de expresión diferencial Etc.

APA1

ALBU

ATP

LKHA

PHB

GAMT

AOP2LKHA

APA1

ATPSODC

MATSBP

PHB

LCAD

ATPLKHA

K1CR

Metabolism (2)

Biological process unknownLipid binding

Transport (2)

Small molecule transportStress response (2)BuddingCell adhesion (1)Signal transduction (1)Developmental processes (3)

AgingHomeostasis Grooming behaviorLocomotory behaviorCirculationCell growth and/or maintenance

Cell death (2)

Response to external stimulus (1)

Cell organization and biogenesis (2) Homeostasis

WEBs de Interés

- HapMap: http://www.hapmap.org/index.html.en

- dbSNP: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi? CMD=DisplayFiltered&DB=snp

LD (linkage disequilibrium): fenómeno por el cual aquellos alelos que están suficientemente cerca en el genoma tienden a ser heredados juntos (haplotipo)

tag-SNP: set reducido de SNPs los cuales representan la mayor parte de la variación genética de una región (cada uno de los tag-SNPs representa un haplotipo)

MAF: Minor Allele Frequency

Si no hay ninguna pista???

* Arrays para rastreo de Genoma Completo

* Secuenciación de alto rendimiento

* otras ideas???

Centros de Salud

Investigación Básica

Bioinformática

Estudios de Asociación

mediante genotipado masivo

Análisis estadísticos

- Elección de algoritmos: puede variar según la estrategia de muestreo y de genotipado

- Consideración de los distintos parámetros médicos asociados a las variaciones significativas

Estudios de Asociación

Centros de Salud

Investigación Básica

Bioinformática

Estudios de Asociación

Centros de Salud

Investigación Básica

Bioinformática

Validación de los polimorfismos asociados

- Estudio del/de los polimorfismo(s) asociado(s) en un número mayor de muestras

- Estudio de la funcionalidad de esas variaciones en un modelo animal como puede ser Drosophila melanogaster o una cepa adecuada de ratón

7 Centros y Empresas: 26 colaboradores

Jose María MatoAna M AransayJon Alvarez

Julio Font Begoña Martínez Iker Ezkerra

Carmen Garaizar Roberto BilbaoMaría AzkarateClara RodriguezCiriaco AguirreMiguel Angel Vesga

Andone EstonbaMikel IriondoAna GilOlatz Oyanguren

Antonio MartínezCorina JunqueraEdurne Entrena

Ana Belén de la HozNaiara TelleríaAmaia Del Villar

Antonio BarbadillaIsabel DuránJordi PuiggeneBruno Aranda

ETORTEK, Programas de investigación estratégica

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Producto de la plataforma

Un Banco de DNA con una colección de muestras caso (con sus

correspondientes historiales médicos) y control indispensables

para estudios de asociación con enfermedades.

Una plataforma de genotipado que ofrece tecnologías de

genotipado de alta y baja densidad a todos los grupos de

investigación interesados.

Una plataforma bioinformática para la gestión y trazabilidad de

datos (data bases), así como para el análisis estadístico (software)

de estudios tanto de genética de poblaciones como de asociación.

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Agradecimientos a todo el personal del

Y a:

Pág. 29

Gracias por vuestra atención

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