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Rev Hosp Clín Univ Chile 2025; 36: 236 - 45. DOI: 10.5354/2735-7996.2025.79314
Gustavo Albornoz A., Pablo Alarcón A.
Los avances en la genética están revolucionando nuestra comprensión de la biología humana. La secuenciación del genoma humano ha impulsado el desarrollo de exámenes genéticos, lo que ha permitido implementar nuevas estrategias para la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades de base genética. El rápido desarrollo tecnológico y su creciente integración en la atención clínica han promovido el uso de exámenes en diversas áreas de la medicina, como oncología, hematología, cardiología, pediatría, neurología, medicina reproductiva, medicina materno-fetal y fármaco-genómica, entre otras. No obstante, estos avances también se acompañan de desafíos importantes. Se requieren competencias específicas para realizar una apropiada consejería genética pre y post test, así como para interpretar correctamente los resultados, lo que implica la necesidad de formar profesionales capacitados para su indicación e interpretación. En este contexto, conocer las características, aplicaciones y limitaciones de los exámenes genéticos resulta fundamental para garantizar su uso adecuado en la práctica clínica. El objetivo de esta revisión narrativa es describir los principales exámenes genéticos utilizados en la práctica clínica actual, analizando sus características técnicas, aplicaciones clínicas y limitaciones (Tabla 1). 

METODOLOGÍA

Se realizó una búsqueda bibliográfica en PubMed, utilizando términos MeSH relacionados con cada técnica descrita (por ejemplo, karyotype, fluorescence in situ hybridization, chromosomal microarray analysis, next-generation sequencing, long-read sequencing, optical genome mapping), combinados mediante operadores booleanos. Se incluyeron artículos publicados en inglés, priorizando revisiones recientes, guías técnicas y estudios relevantes para la aplicación clínica de cada metodología. 

HISTORIA

En la década de 1950, Franklin, Watson y Crick describieron la estructura de doble hélice del ADN, lo que amplió nuestra comprensión de cómo se almacena la información genética y los mecanismos de herencia(1). Posteriormente, el Proyecto Genoma Humano, culminado en 2003, representó un logro sin precedentes al proporcionar la primera secuencia del genoma humano. Más recientemente, el año 2022, el Consorcio Telomere- to-Telomere presentó la secuencia completa del genoma humano, incluyendo aquellas regiones de mayor complejidad en su lectura(2). Todos estos hitos han permitido crear técnicas para estudiar el material genético y desarrollar exámenes genéticos útiles en la práctica clínica, lo que ha permitido proporcionar diagnóstico más preciso y un abordaje terapéutico más personalizado en numerosas enfermedades genéticas(3–5). 

PANORAMA ACTUAL DE LAS PRUEBAS GENÉTICAS

La cantidad de exámenes genéticos disponibles ha aumentado considerablemente en las últimas décadas, pudiendo clasificarlos según la técnica empleada, el nivel de resolución que ofrecen y las alteraciones en el genoma que son capaces de detectar. En este artículo se abordarán los exámenes genéticos de uso más frecuentes en la práctica clínica actual y aquellos que, previsiblemente, estarán disponibles en el futuro. 

CARIOGRAMA

El cariograma es una técnica citogenética que permite la visualización de los cromosomas mediante su tinción, que resulta en un patrón de bandas característico para cada cromosoma. Entre sus principales usos se encuentran la detección de alteraciones cromosómicas numéricas y estructurales, como en el síndrome de Down, el síndrome de Turner o el síndrome de Klinefelter, además del estudio de neoplasias hematológicas, infertilidad y asesoramiento genético, entre otros. Sus principales ventajas son el bajo costo y que es una técnica reproducible; mientras que sus limitaciones están relacionadas con su capacidad para detectar alteraciones estructurales submicroscópicas, al poseer una resolución de 5 a 10 Mb(6). Pese a esto, esta técnica sigue siendo utilizada, dada su capacidad para detectar alteraciones cromosómicas a gran escala que pueden pasar inadvertidas por las nuevas tecnologías(3,4). 

HIBRIDACIÓN FLUORESCENTE IN SITU

La hibridación fluorescente in situ (FISH, del inglés fluorescence in situ hybridization) es una técnica citogenética que permite visualizar y localizar secuencias específicas de ADN sobre cromosomas. Esto mediante la hibridación de sondas de ADN monocatenarias, marcadas con fluorocromos, a regiones complementarias del genoma. Al emplear un microscopio de fluorescencia, se pueden detectar y cuantificar estas secuencias diana, proporcionando información detallada sobre la organización genómica, número de copias génicas y posibles alteraciones cromosómicas. FISH es útil principalmente en el diagnóstico de alteraciones cromosómicas numéricas o estructurales conocidas o recurrentes y se aplica de manera rutinaria en el estudio prenatal de aneuploidías frecuentes, como las asociadas a los cromosomas 13, 18, 21 y a los cromosomas sexuales. La resolución de FISH oscila entre 100-200 kb, dependiendo del tamaño de la sonda y de la preparación cromosómica(7). Esto permite detectar alteraciones submicroscópicas que no son visibles con bandeo cromosómico convencionales; sin embargo, esta técnica se limita al análisis de regiones específicas para las cuales se dispone de sondas. 

ANÁLISIS DE MICROARREGLOS CROMOSÓMICOS

El análisis de microarreglos cromosómicos (CMA, del inglés chromosomal microarray analysis) es una técnica con una resolución que va de 20 a 50 kb en regiones genómicas dirigidas y de 100 a 250 kb en regiones genómicas no dirigidas(8). Ya sea mediante la hibridación genómica comparativa (array- CGH) o array de SNPs (SNP array), esta técnica permite detectar variantes en el número de copias (CNVs, del inglés copy number variations) en todo el genoma. Los SNP arrays nos proporcionan información adicional sobre regiones con pérdida de heterocigosidad, disomías uniparentales (UPD) y mosaicismos. CMA es útil en el estudio de pacientes con trastornos del neurodesarrollo, discapacidad intelectual, trastorno del espectro autista, dismorfias faciales y múltiples anomalías congénitas, así como en la evaluación de ciertos cánceres(4,9,10). Es particularmente útil para deleciones y duplicaciones submicroscópicas, que no es posible detectar por cariograma o FISH y además no necesita realizar cultivo. A pesar de sus ventajas, CMA no es capaz de detectar rearreglos cromosómicos balanceados, mosaicismo de bajo grado (menos del 20% del total de células analizadas), deleciones o duplicaciones muy pequeñas (2-16 pares de bases), mutaciones puntuales y alteraciones en la metilación(8,11,12). 

AMPLIFICACIÓN DE SONDAS DEPENDIENTE DE LIGACIÓN MÚLTIPLE

La amplificación de sondas, dependiente de ligación múltiple (MLPA, del inglés multiplex ligation-dependent probe amplification) es una técnica que permite detectar CNVs en regiones específicas del ADN. Esto mediante la hibridación de sondas específicas que luego se amplifican por PCR (reacción en cadena de la polimerasa, del inglés polymerase chain reaction) y se analizan con electroforesis capilar(13,14). Además, mediante MS-MLPA (del inglés, methylation-specific multiplex ligationdependent probe amplification) se pueden identificar alteraciones en los patrones de metilación de zonas específicas del ADN, permitiendo detectar CNVs y trastornos en la metilación de las regiones evaluadas(15). Esta técnica es útil, ya que permite detectar microdeleciones o microduplicaciones que no son posibles de identificar mediante citogenética convencional. Por ejemplo, MLPA se utiliza en el estudio del síndrome de la microdeleción 22q11.2, mientras que MS-MLPA se aplica en el diagnóstico de síndromes asociados a alteraciones de metilación, como el síndrome de Prader-Willi y el síndrome de Angelman. Su principal ventaja es la capacidad de analizar múltiples regiones simultáneamente con alta reproducibilidad y costo-efectividad(14). Sus limitaciones incluyen la incapacidad para detectar variantes puntuales, inversiones balanceadas y la necesidad de diseño específico de sondas para cada región de interés(13–16). 

SECUENCIACIÓN DE PRIMERA GENERACIÓN

Desarrollada en la década de 1970, la secuenciación de Sanger (SS) o secuenciación de didesoxinucleótidos es una técnica de secuenciación basada en PCR. Este método, utilizado durante más de 50 años sigue siendo el estándar de oro para la validación de secuencias de ADN en investigación y en clínica, dada su simplicidad, bajo costo y alta precisión(17). La técnica se basa en la desnaturalización y amplificación del ADN, generando múltiples fragmentos que se separan según su peso molecular y luego se analizan. La SS es útil para analizar regiones del genoma que las técnicas modernas de secuenciación no cubren óptimamente, permitiendo la verificación de secuencias y el análisis de segmentos cortos de ADN. Por ejemplo, la SS se emplea para el estudio de variantes puntuales, como ocurre en la acondroplasia; sin embargo, secuenciar genes extensos o múltiples genes en paralelo puede resultar dispendioso, a diferencia de las tecnologías de segunda y tercera generación(8). 

SECUENCIACIÓN DE SEGUNDA GENERACIÓN

La secuenciación de próxima generación (NGS) o de segunda generación ha revolucionado la genética al permitir la secuenciación rápida de grandes cantidades de material genético(18,19). A diferencia de la secuenciación de Sanger, que secuencia una región de ADN a la vez, NGS analiza millones de 240 Revista Hospital Clínico Universidad de Chile fragmentos simultáneamente, aumentando significativamente el rendimiento en rapidez, precisión y costo(19,20). 

Existen diversas plataformas de NGS, cada una con sus características particulares, siendo las más utilizadas la secuenciación por síntesis (Illumina®), semiconductores (Ion Torrent®), o por nanoball (MGI®), pudiendo alcanzar cobertura de 20x en hasta el 98% de las regiones objetivo(21–23). 

Estas tecnologías han impulsado el análisis genómico, desde la secuenciación de un solo gen hasta estudios más amplios como paneles de genes, secuenciación del exoma completo (WES, del inglés whole exome sequencing), que abarca todas las regiones codificantes (exones) de los aproximadamente 20 mil genes del genoma humano y secuenciación del genoma completo (WGS, del inglés whole genome sequencing), que incluye regiones codificantes, no codificantes e intergénicas. Además, es posible realizar secuenciación para la detección de variaciones en el número de copias (CNV-seq, del inglés copy number variation sequencing) y secuenciación de ARN (RNA-seq, del inglés RNA sequencing), cada una con diferentes propósitos clínicos o de investigación(24,25). 

En clínica, NGS no solo permite detectar variantes genéticas que ya han sido reportadas como causantes de enfermedad, sino que además posibilita identificar nuevas variantes candidatas que expliquen fenotipos patológicos, así como identificar variantes benignas que son comunes a nivel poblacional. Los paneles genéticos se utilizan en el estudio de enfermedades agrupadas por área, tales como síndromes de susceptibilidad hereditaria al cáncer, epilepsias monogénicas, enfermedades hereditarias del tejido conectivo, cardiomiopatías hereditarias, entre otras. Por otro lado, la secuenciación de exoma completo suele indicarse frente a la sospecha de cuadros que pueden estar explicados por más genes que los contenidos en un panel, entre ellos trastornos del neurodesarrollo, discapacidad intelectual y múltiples anomalías congénitas. Un ejemplo de su utilidad es la identificación de variantes genéticas relacionadas con cáncer, lo que permite guiar la toma de decisiones clínicas y la selección de terapias dirigidas(26,27). 

Conforme a las directrices del Colegio Americano de Genética Médica y Genómica (ACMG, por sus siglas en inglés: American College of Medical Genetics and Genomics), las variantes genéticas se clasifican en cinco categorías: patogénicas, probablemente patogénicas, de significado incierto, probablemente benignas y benignas. Esta clasificación es fundamental para la correcta interpretación clínica de los hallazgos genéticos y para la toma de decisiones informadas en el contexto del diagnóstico y manejo de enfermedades; sin embargo, aún no es posible determinar el efecto real de ciertas variantes genéticas, dado que hasta la fecha no existe suficiente evidencia científica para clasificarlas como benignas o patogénicas. Estas variantes, denominadas de significado incierto (VUS, del inglés variants of uncertain significance), requieren un correcto análisis, investigación, interpretación, y reevaluación periódica para determinar, si han sido reclasificadas a benignas o patogénicas. Además de la salud humana, NGS tiene aplicaciones en ciencias ambientales y el estudio de comunidades microbianas, subrayando aún más su versatilidad e impacto transformador en la investigación(19,28).

SECUENCIACIÓN DE TERCERA GENERACIÓN

La secuenciación de tercera generación (TGS, del inglés third-generation sequencing) o secuenciación de fragmentos largos (LRS, del inglés long-reads sequencing), emerge como una estrategia prometedora para el diagnóstico de enfermedades raras debido a su capacidad para detectar variantes genéticas que otros métodos no logran identificar y su rapidez en la obtención de resultados(29). A diferencia de las tecnologías de secuenciación previas, LRS permite secuenciar fragmentos de ADN más largos, detectar alteraciones estructurales, analizar secuencias repetidas en el ADN e identificar alteraciones epigenéticas. Las principales tecnologías de LRS se incluyen a SMRT (single molecule realtime) de PacBio® y la secuenciación por nanoporos de Oxford Nanopore Technologies®. Se reporta en la literatura un incremento en la tasa de diagnóstico con LRS al identificar variantes causantes de enfermedad que mediante otras técnicas no habían podido ser identificadas, destacando además por su eficiencia económica y sus menores tiempos de procesamiento. Ejemplos del uso de LRS son enfermedades genéticas que presentan mecanismos particulares, como los pseudogenes en la enfermedad renal poliquística tipo 1 asociada al gen PKD1 o las repeticiones en tándem en la enfermedad renal túbulo-intersticial autosómica dominante tipo 2 asociada al gen MUC1. Estos hallazgos sugieren que LRS podría consolidarse como la tecnología de referencia en genética clínica(30,31). Las LRS resultan útiles para estudiar regiones genómicas complejas, prometiendo mejorar el conocimiento de la genómica, epigenómica y transcriptómica, así como las estrategias diagnósticas y terapéuticas(26,29). 

TECNOLOGÍAS DE CITOGENÉTICA MOLECULAR

El mapeo óptico del genoma (OGM, del inglés optical genome mapping) es una técnica que, mediante el análisis de fragmentos largos de ADN, permite generar un mapa del genoma y evaluar su estructura física y organización. Esta herramienta resulta útil para identificar variantes estructurales, alteraciones en el número de copias y de expansión de repeticiones(4,9,10,32); sin embargo, debido a su resolución aproximada de 500 pb, no es capaz de detectar variantes de nucleótido único (SNV). Aunque actualmente OGM no se utiliza de forma rutinaria en la práctica clínica. OGM estaría reservada para definir variantes estructurales complejas en las que otras técnicas presentan limitaciones, constituyendo una herramienta valiosa para la resolución de casos específicos. 

PERSPECTIVAS FUTURAS

Las tecnologías de LRS superan las limitaciones de NGS, mediante la detección de variantes estructurales complejas, la resolución de regiones altamente repetitivas y ricas en islas CpG, la determinación del faseo haplotípico para establecer heterocigosidad compuesta en enfermedades recesivas y la detección de modificaciones epigenéticas(31,33–35). En investigación, LRS permite ensamblajes genómicos de alta continuidad, esenciales para caracterizar regiones genómicas complejas(35). Para el desarrollo farmacológico, permite identificar nuevas dianas terapéuticas mediante la detección precisa de variaciones estructurales y epigenéticas(33,34). ONT destaca al ofrecer dispositivos portátiles que permiten la secuenciación en entornos remotos, ampliando el acceso a este tipo de tecnologías(35–37). Se prevé que los avances futuros se centren en mejorar la precisión y reducir los costos, mientras que estudios con cohortes más grandes permitirán validar su aplicación clínica(31,38). 

Estos avances, sumados a la integración con otros datos ómicos y el desarrollo de terapias génicas, impulsarán la medicina personalizada(33,34). Los exámenes genéticos pueden generar ansiedad, alterar la dinámica familiar y revelar información inesperada como hallazgos secundarios o variantes de significado incierto (VUS). La correcta interpretación de estos hallazgos, junto con asesoramiento genético pre y post test, es esencial para mitigar estos efectos(39-43). El asesoramiento genético adecuado no sólo entrega información comprensible sobre los resultados, sino que también permite abordar las implicancias clínicas y éticas, facilitando la toma de decisiones informada. Existen riesgos de discriminación por aseguradoras de salud y preocupaciones sobre el manejo de información genética. Legislaciones como la Ley GINA (Genetic Information Nondiscrimination Act) en Estados Unidos y declaraciones de UNESCO abordan estos problemas, aunque se requieren marcos regulatorios más integrales(5). 

Este artículo describe los principales exámenes genéticos, sus aplicaciones clínicas y limitaciones. Reunir esta información en un solo documento tiene un valor clínico relevante, ya que da una aproximación a médicos y otros profesionales sobre los principales exámenes genéticos que se utilizan en la actualidad y aquellos que se utilizaran en un futuro próximo. La implementación de tecnologías como NGS y LRS requiere equipamiento especializado, insumos reactivos, infraestructura computacional para el procesamiento y almacenamiento de datos, y personal capacitado, lo que implica una inversión significativa. El costo actual para un paciente que requiere WES oscila entre US$ 1.000 y 3.000, mientras que WGS se sitúa entre US$ 3.000 y 5.000(44). Estos valores podrían reducirse con la implementación local de estas técnicas. En el sistema público, se recomienda inicialmente un modelo centralizado para optimizar recursos, derivando muestras desde múltiples hospitales a un centro común que cuente con la tecnología, considerando que en muchos establecimientos la demanda mensual o quincenal no justificaría una corrida propia de NGS de forma sostenida. En el caso de LRS, dada su utilidad principalmente en casos específicos, sería pertinente su instalación inicial en un centro de referencia, con posibilidad de expandir su disponibilidad a otros centros conforme aumente la demanda. 

CONCLUSIÓN

Esta revisión narrativa describe los principales exámenes genéticos de uso clínico actual, analizando exitosamente las características técnicas, aplicaciones y limitaciones de cada metodología desde técnicas citogenéticas convencionales hasta tecnologías de secuenciación de tercera generación. Los exámenes genéticos han evolucionado desde técnicas citogenéticas hasta tecnologías de secuenciación capaces de detectar, mediante una sola prueba, distintas alteraciones genómicas. Mientras NGS revolucionó el diagnóstico genético, LRS supera limitaciones de tecnologías previas: variantes estructurales pequeñas no detectables por cariograma, las regiones repetitivas inaccesibles para NGS, permite el faseo haplotípico directo que requiere análisis familiares. 

La implementación clínica exitosa requiere asesoramiento genético especializado para evaluar riesgos hereditarios mediante análisis de historia familiar, educar sobre patrones de herencia y opciones reproductivas, facilitar decisiones informadas y brindar apoyo psicológico para la adaptación a condiciones genéticas, así como protocolos estandarizados para nuevas tecnologías. El futuro apunta hacia LRS como estándar diagnóstico, complementado por OGM para casos complejos, transformando la medicina personalizada desde un concepto a ser una realidad. 

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Dr. Gustavo Albornoz Arriagada

Sección Genética Clínica. Departamento de Medicina, HCUCH

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