null Secuenciación de nueva generación (NGS) para el diagnóstico molecular y selección de dianas terapéuticas en enfermedades oncológicas.
Informes de Evaluación de Tecnologías Sanitarias
20/07/2022

Cristina García Fernández. Bióloga. Fisioterapeuta.

Área I SESPA

En el año 2021, la Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (AquAS), ha publicado un Informe sobre la aplicación de la secuenciación de nueva generación (NGS) para el diagnóstico molecular y selección de dianas terapéuticas en enfermedades oncológicas.

El Informe evalúa la utilidad de la secuenciación de nueva generación (“Next Generation Sequencing”, NGS) en el diagnóstico y tratamiento personalizado en enfermedades oncológicas, analizando además la factibilidad en su implantación en cuanto a costes y recursos necesarios.

El cáncer es la segunda causa de muerte a nivel mundial, y se espera que su incidencia aumente más del 50% en las próximas décadas. El término “cáncer” engloba una serie de enfermedades caracterizadas por la división autónoma y diseminación de un clon de células somáticas, para lo cual deben eludir las restricciones normales del ciclo celular, modificar el microambiente local para favorecer su proliferación, superar las barreras de diferentes tejidos y propagarse a otros órganos, y evadir la vigilancia del sistema inmunitario. Existen múltiples combinaciones de alteraciones que pueden conducir a este comportamiento celular, lo cual explica la heterogeneidad del cáncer a nivel genómico. Gracias a la expansión de las técnicas de secuenciación masiva, ha sido posible obtener la secuencia de genomas completos de una manera más rápida, permitiendo la aparición de iniciativas como el Proyecto Pan-Cáncer, que, hasta el momento, ha analizado 2658 genomas de 38 tipos de tumores diferentes[1].

La secuenciación de nueva generación o secuenciación masiva es un método de secuenciación simultánea de millones de fragmentos de ADN. Tras la extracción del ADN, se prepara una librería, que consiste en la fragmentar el ADN y añadir adaptadores a los extremos de los fragmentos, para su posterior secuenciación[2].

Existen diferentes métodos de secuenciación masiva, como son:

Pirosecuenciación, basada en la detección mediante quimioluminiscencia del pirofosfato liberado durante la síntesis de ADN.

  • Secuenciación por ligación, en la que se emplea la enzima ADN ligasa para identificar el nucleótido presente en una posición determinada de la secuencia de ADN.
  • Secuenciación por síntesis, en la que se registra la señal generada por la incorporación de nucleótidos marcados con fluorescencia a la cadena en formación.
  • Secuenciación por semiconductores, en la cual se mide la variación de pH producida por la liberación de un protón (H+) durante la incorporación de un nucleótido.

Según el informe, los métodos más usados en la actualidad en España son la secuenciación por semiconductores y síntesis.

A diferencia de las tecnologías previas de secuenciación Sanger, o secuenciación de primera generación, la secuenciación masiva (secuenciación de segunda generación) permite la obtención de un genoma humano completo en tan sólo un día. El espectro de variaciones del ADN en el genoma humano incluye pequeños cambios de bases (sustituciones), inserciones y deleciones; deleciones más extensas de exones o genes completos; y reordenamientos como inversiones y translocaciones. La secuenciación Sanger sólo puede detectar sustituciones, y pequeñas inserciones y deleciones. Además, la secuenciación capilar se basa en el conocimiento previo del gen o locus que se desea examinar, mientras que la secuenciación de nueva generación permite estudiar exomas o genomas completos e identificar nuevas mutaciones causantes de enfermedad[3]. El avance en la secuenciación, ha permitido la creación de paneles génicos, que engloban genes asociados con un determinado fenotipo clínico, y a menudo son la primera elección para el estudio de enfermedades hereditarias, mientras que la secuenciación de exomas completos se reserva para casos en los que los paneles génicos no han sido concluyentes[2]. Por último, la secuenciación de nueva generación es una herramienta más potente para detectar variantes presentes en un porcentaje pequeño de células, como pueden ser los mosaicos[3]. Su función principal es obtener múltiples secuencias cortas de forma paralela y simultánea, su aplicación podría reducir el coste y el tiempo. Actualmente, esta tecnología se aplica en estudios genéticos prenatales y postnatales, en patologías hereditarias no oncohematológicas y en patologías oncológicas hereditarias y no hereditarias.

La terapia mediante dianas moleculares consiste en el uso de fármacos u otras sustancias dirigidas contra moléculas específicas para bloquear el crecimiento y expansión de las células del cáncer. La identificación de dianas terapéuticas resulta esencial en el desarrollo de terapias moleculares para el cáncer. Una de las características del cáncer es la alteración del perfil genético, que conlleva cambios en proteínas y receptores que promueven la supervivencia y proliferación celular. Mediante la secuenciación masiva, es posible comparar la expresión génica de células normales y células malignas, y obtener información sobre posibles dianas. Las dianas terapéuticas incluyen factores de crecimiento, moléculas de señalización celular, proteínas del ciclo celular, moduladores de la apoptosis (muerte celular programada), y moléculas que promueven la angiogénesis, entre muchos otros. El conocimiento de estas dianas permite el desarrollo de fármacos específicos[4].

A pesar de todo lo anterior, la secuenciación masiva todavía no ha sido incorporada de forma rutinaria a la práctica clínica, siendo el principal objeto de este informe evaluar la evidencia disponible en términos de seguridad, eficacia o efectividad, coste económico e impactos de estas tecnologías en pacientes con enfermedad oncológica o predisposición hereditaria al cáncer.

Dentro del Sistema Nacional de Salud español, el uso de las tecnologías secuenciación de nueva generación está enfocado al diagnóstico de la enfermedad oncológica. Los paneles de genes dirigidos son la estrategia de secuenciación masiva utilizada con mayor frecuencia en la práctica clínica, mientras que la secuenciación del exoma o del genoma completo se aplica, principalmente, en el ámbito de la investigación. Sin embargo, no se disponen de datos sobre la aplicación de la secuenciación masiva para la identificación de dianas terapéuticas.

Para la realización del informe, se llevó a cabo una revisión sistemática donde se identificaron 119 estudios potenciales, de los cuales 15 cumplieron con los criterios de inclusión establecidos. En relación con la seguridad, no se identificó ningún estudio que hubiera investigado variables relacionadas con el uso de las tecnologías NGS para el diagnóstico, el pronóstico y/o la selección de las dianas terapéuticas en pacientes con cáncer. En cuanto a la eficacia diagnóstica, los 15 estudios identificados utilizaron paneles de genes. De estos, 5 estudios investigaron el cáncer de colon, 2 el cáncer de mama y ovario hereditarios, 2 el cáncer de pulmón, 1 el melanoma y 5 las enfermedades oncohematológicas. Globalmente, los resultados de capacidad diagnóstica de la tecnología NGS son favorables y cuentan con una elevada concordancia con el método Sanger.

No se identificaron datos de efectividad clínica, aunque sí 7 estudios coste-efectividad de los paneles de genes para el diagnóstico y selección de dianas terapéuticas. De estos, 5 reportaron que la secuenciación NGS en combinación con la terapia sugerida por sus resultados era coste-efectiva.

Los estudios identificados presentan resultados favorables sobre la eficacia diagnóstica de los paneles de genes basados en NGS, concretamente para aquellos síndromes de predisposición hereditaria al cáncer o enfermedades oncológicas para las cuales se requiere secuenciar un número considerable de genes relacionados con la patología. Sin embargo, la evidencia sobre la efectividad clínica de los paneles NGS sigue siendo escasa. Se sugiere que el método de Sanger continuaría siendo el más apropiado cuando es necesario secuenciar un único gen.

En cuanto a los costes, la evidencia disponible es sugestiva de que la realización de análisis basados en NGS en cáncer debe llevarse a cabo en un número elevado de pacientes para obtener una reducción significativa de los costes. El informe destaca también que se ha identificado un vacío de información sobre el uso de las técnicas de secuenciación del genoma y del exoma. Por lo tanto, serían necesarios estudios que evalúen su eficacia tanto diagnóstica como clínica para determinar si su implementación en la práctica podría ser relevante.

Palabras clave: secuenciación masiva secuenciación de nueva generación dianas terapéuticas

Bibliografía

Las propias del informe original, además de:

[1] The, I. C. G. C., of Whole, T. P. C. A., & Genomes Consortium. (2020). Pan-cancer analysis of whole genomes. Nature, 578(7793), 82.

[2] Yohe, S., & Thyagarajan, B. (2017). Review of clinical next-generation sequencing. Archives of pathology & laboratory medicine, 141(11), 1544-1557.

[3] Behjati, S., & Tarpey, P. S. (2013). What is next generation sequencing?. Archives of Disease in Childhood-Education and Practice, 98(6), 236-238.

[4] Lee, Y. T., Tan, Y. J., & Oon, C. E. (2018). Molecular targeted therapy: treating cancer with specificity. European journal of pharmacology, 834, 188-196.

Cita de la publicación original:

Colàs-Campàs L, Blanco-Silvente L, Espallargues M. Secuenciación de nueva generación (NGS) para el diagnóstico molecular y selección de dianas terapéuticas en enfermedades oncológicas. Madrid: Ministerio de Sanidad. Barcelona: Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya; 2021. (Colección: Informes, estudios e investigación / Ministerio de Sanidad. Informes de Evaluación de Tecnologías Sanitarias).

Número: 10 de 2022