Genotipado masivo: en busca de marcadores para el diagnóstico certero de enfermedades Ana M. Aransay Unidad Genómica Funcional CIC bioGUNE San Sebastián, 22.06.06

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

¿Cómo organizar un estudio de asociación?

¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? !! Antes de elegir la estrategia idónea de genotipado hay que tener muy claro … El objetivo detallado del estudio Qué tecnologías de genotipado tenemos a nuestro alcance (tecnológica y económicamente) Cuántas muestras (casos/controles) podemos conseguir

Metodologías de genotipado de SNPs ¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? 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. (potentially implicated in neurological, autoimmune and hepatic disorders).

TaqMan®: single SNP analysis SNPlex™: 48 SNPs multiplex Up to 29-plex level

Standard and Customized SNP sets * Pools of 384 - 1,536 SNPs * BeadArrays of 10K - 500K SNPs

¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? Búsqueda de SNPs diana …

¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? 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

¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? 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

¿Cómo organizar un Estudio de Asociación? 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.

Biological process unknown Lipid binding APA1 ALBU ATPb LKHA PHB GAMT AOP2 SODC MAT SBP LCAD K1CR Metabolism (2) Biological process unknown Lipid binding Transport (2) Small molecule transport Stress response (2) Budding Cell adhesion (1) Signal transduction (1) Developmental processes (3) Aging Homeostasis Grooming behavior Locomotory behavior Circulation Cell growth and/or maintenance Cell death (2) Response to external stimulus (1) Cell organization and biogenesis (2)

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???

Estudios de Asociación mediante genotipado masivo Centros de Salud Bioinformática Investigación Básica Estudios de Asociación mediante genotipado masivo

Estudios de Asociación Centros de Salud Investigación Básica Bioinformática 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 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

Plataforma de Genotipado 7 Centros y Empresas: 26 colaboradores ETORTEK, Programas de investigación estratégica 7 Centros y Empresas: 26 colaboradores Julio Font Begoña Martínez Iker Ezkerra Andone Estonba Mikel Iriondo Ana Gil Olatz Oyanguren Carmen Garaizar Roberto Bilbao María Azkarate Clara Rodriguez Ciriaco Aguirre Miguel Angel Vesga Jose María Mato Ana M Aransay Jon Alvarez Antonio Martínez Corina Junquera Edurne Entrena Ana Belén de la Hoz Naiara Tellería Amaia Del Villar Antonio Barbadilla Isabel Durán Jordi Puiggene Bruno Aranda

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.

Agradecimientos a todo el personal del Y a:

Gracias por vuestra atención