genÉtica para mÉdicos - genotipia · quizá el genoma sea una excepción al principio de la...
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Genómica en medicina
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma
Futuro a corto plazo de la secuenciación genómica
GENÉTICA PARA MÉDICOS
Juan López Siles
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Quizá el genoma sea una excepción al principio de la navaja de Ockham
“Pluritas non est ponenda sine necessitate”
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma
Tipo de enfermedad genética
Línea germinalLínea somática
Epigenética
Test genético vs genómico
Genético: Individual-familiarUnos pocos genes
Genómico: Individual-familiarCélulas/TejidosComplejo y BigDataGenes y ADN
Tipos de Test
Diagnóstico y Tratamiento
Screening
Directo al consumidor
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DISCAPACIDAD INTELECTUAL
Cromosómicas
Single-GENE
MultifactorialEpigenética
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Paso 1 –CNVs/SNVs/INDELs
EXOMA
Paso 1 –CNVs
Paso 1 –CNVs/SNVs/INDELs/reordenamientos
GENOMA
Comparative genomic hybridisation as a first option in genetic diagnosis: 1,000 cases and a cost-benefit analysis☆. NeusCastells
Whole-exome sequencing effective at diagnosing elusive genetic disorders: tests diagnose about 25 % of patients, find a variety of mutation types. Levenson D.
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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C. Gilissen et al. Nature Vol 511.
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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¿GENOMA, EXOMA O PANEL GÉNICO?
Aspectos Genoma Exoma Panel Array
Cobertura Baja Media Alta Depende
Performance Alta Media Baja Baja
Interpretación Alta complejidad Alta complejidad Baja complejidad Baja complejidad
Bioinformática ¿? ¿? ¿? ¿?
Almacenaje de datos ¿? ¿? ¿? ¿?
Coste ¿? ¿? ¿? ¿?
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Cobertura, Performance e Interpretación
Exomas: Cobertura media 160x 99,2%
Genomas: Cobertura media 30x
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Janine Meienberg. Hum Genet (2016) 135:359–362
Cobertura de regiones codificantes
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
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Profundidad de lectura
Score GQ calidad
MRR minor-read
Aziz Belkadia, PNAS | April 28, 2015 | vol. 112 | no. 17.
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
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CGH array versus NGS Cr. X
CGH array versus NGS Cr. 21
CGH array versus NGS del
CGH array versus NGS dup
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
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Qian Liu1, Peng Zhang2, Depeng Wang2, Weihong Gu3 and Kai Wang1,4*Liu et al. Genome Medicine (2017) 9:65
HMM Normal
HMM Patogénica
BAM Normal
BAM Patogénico
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
13© 2019 IMEGEN – Información confidencial. Todos los derechos reservados.
Qian Liu et al. Genome Medicine (2017) 9:65
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
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Bahloet al. F1000 Research (2018) 736
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Cobertura, Performance e Interpretación
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¿GENOMA, EXOMA O PANEL GÉNICO?
Aspectos Genoma Exoma Panel
Cobertura Baja Media Alta
Performance Alta Media Baja
Interpretación Alta complejidad Alta complejidad Baja complejidad
Bioinformática Alto Medio Bajo
Almacenaje de datos Alto Medio Bajo
Coste ¿? ¿? ¿?
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Bioinformática WGS y almacenaje de datos
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Bioinformática WES
eBAM
SNVs CNVs
Bioinformática WGS
SNVs
Reordenamientos
CNVs
Mutaciones dinámicas
gBAM
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Interpretación:BiologíaMolecular
Genética Clínica, Fundamentos clínicos
Conocimientos Multi-OMICS
Herramientas/DB:Software
Integración de datosEstadísitca
Fundamentos clínicos
BioinformáticaTEAM
Minería de Datos: Programación
EstadísticaBases de Datos
Fundamentos clínicosTécnicasde minería
BIG DATA:Biología MolecularMachine learning
Fundamentos clínicosAlgoritmos
IT: ProgramadoresAlmacenajePrivacidad
Mantenimiento
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Tera
Peta
Exa 1000 x 106
Zetta 1000 x 107
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Google Genetics Microsoft
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
21© 2019 IMEGEN – Información confidencial. Todos los derechos reservados.
¿GENOMA, EXOMA O PANEL GÉNICO?
Aspectos Genoma Exoma Panel
Cobertura Baja Media Alta
Performance Alta Media Baja
Interpretación Alta complejidad Alta complejidad Baja complejidad
Bioinformática Alto Medio Bajo
Almacenaje de datos Alto Medio Bajo
Coste ¿Será barato? Es mas barato Es lo mas barato
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Coste secuenciación WGS
250€/muestra
Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Caso práctico: Mestek-Boukhibar L, et al. J Med Genet 2018;55:721–728.
Urgencias pediátricas: Etiología desconocida sugerente de causas genética TRIO rWGS 5 días.24 casos: 5,8 x 106 variantes
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Aplicaciones del estudio de exoma y del genoma: Diagnóstico enfermedades raras
Caso práctico: Mestek-Boukhibar L, et al. J Med Genet 2018;55:721–728.
Conclusiones del estudio: Uso de fenotipo HPOPipeline bioinformático rápido42% tasa diagnósticoWGS mas eficaz que WES
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Futuro a corto plazo de la secuenciación genómica
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https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2017.08.006
Futuro a corto plazo de la secuenciación genómica
Todas las muestras
WGS
WES
WGSbs
RNA
ChIP-seq
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Futuro a corto plazo de la secuenciación genómica
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-MICROBIOTA
Cambios epigenéticos Alteración expresión génica
RIESGO
enfermedades complejas
Genes
SNPs de Predisposición
Futuro a corto plazo de la secuenciación genómica
GENOMAEnfermedad Monogénica
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Caracterización Molecular
de la enfermedad
Tratamiento Individualizad
o
Aplicaciones clínicas de WES y
WGS
ScreeningPrenatal
Screeningde
Poblaciones
Farmacogenómica
TranscriptómicaProteómica Metabolómica
GenómicaEpigenómica
SecretómicaMetagenómica
Genómica funcional
BIG DATA
3D/4D