Genética genómica
Presentación
Los últimos años nos han mostrado que el desciframiento del genoma no lo fue todo, estimándose en solo unos 20-24.000 genes, pero con unas impresionantes interacciones con otras partes del genoma (ARNs no codificantes, miARNs), consigo mismo (metilación, cambios dinámicos) y con el ambiente (intra y extracelular, intra y extra-organismo). Ésta es la nueva ciencia de la genómica, que ya no se puede desligar de la genética.
La plataforma de genética-genómica del Instituto Biobizkaia surge así para dar servicio no sólo a todas las aplicaciones ya existentes de la genética (chequeo de genes, búsqueda de mutaciones en pacientes, comprobación de nuevos hallazgos, etc.), sino también -y de forma importante por pertenecer a un Instituto de Investigación-, pretende dar apoyo a la innovadora Investigación en genómica y sus ciencias derivadas: epigenética, farmacogenética y todas sus correspondientes aplicaciones.
Descripción general
La ciencia de la genética ha contribuido decisivamente al avance de las ciencias de la salud, sobre todo, desde el desciframiento del Genoma en el año 2000.
Las aplicaciones al diagnóstico y prevención aumentan de forma importante en medicina y salud pública, y el número de tests genéticos disponibles crece de forma exponencial. Se calcula que más de 100.000 personas en Euskadi pueden sufrir o sufren de alguna enfermedad de base genética o son portadoras de la misma.
Con los programas existentes de cribado y prevención cada vez más la ciudadanía vasca tiene que tomar decisiones que le afecta de manera importante, a sí misma, a su futuro reproductivo y a su familia.
Misión
Prestación de servicios de conocimientos y tecnología en Genética-Genómica para la investigación y asistencia.
Esta prestación de servicios se realizará para atender la demanda de los ciudadanos y pacientes, siendo vehiculizada a través de los investigadores y clínicos investigadores del Hospital Universitario Cruces.
Visión
Aspiramos a ser la unidad de genética-genómica de referencia de todo Euskadi, con áreas de excelencia modelo en todo el estado español y a nivel internacional.
Valores
- Profesionalidad
- Compromiso con la Calidad
- Buena organización e impecable relación investigación-asistencial (convenios, contratos, etc.)
- Orientación al cliente (Prestación de servicio al investigador, hospitales, empresas tecnológicas, UPV/EHU, clínicas privadas, otros)
- Actividad permanentemente investigadora e innovadora.
Servicios
Servicios ofrecidos
- Extracción manual y automatizada de ácidos nucleicos.
- Cuantificación espectrofotométrica y fluorimétrica de ácidos nucleicos.
- Análisis de ácidos nucleicos (ADN, ARN, librerías,…) mediante electroforesis automatizada.
- Diseño y puesta a punto de la amplificación mediante PCR de cualquier amplicón solicitado.
- Secuenciación convencional Sanger y análisis de resultados, incluida la detección e interpretación de las variantes identificadas, tanto en secuencias como en análisis de fragmentos.
- Ensayos de PCR a tiempo real y PCR digital (ddPCR), aplicados tanto a detección como a expresión o a cuantificación.
- Preparación de librerías manual y automatizada partiendo de múltiples tipos de muestra para secuenciación masiva:
- Paneles de genes.
- Exoma completo.
- Transcriptoma completo o por captura de poliA.
- Genomas humanos completos.
- Metiloma.
- Metagenómica.
- Secuenciación masiva en los sistemas Ion S5 Plus y NovaSeq6000
- Estudios de variaciones en el número de copias (CNVs), array CGH y expresión mediante microarrays (sistema con marcado CE-IVD).
- Estudios de genotipado masivo poblacional en plataforma de arrays.
- Diagnóstico genético preimplantacional (PGT-A, PGT-M, PGT-SR), estudios de screening de portadores.
- Análisis de resultados de paneles de genes o exomas completos en enfermedades de origen genético.
- Estudios de transcriptoma completo en célula única (singel-cell transcriptomics).
- Estudios de transcriptoma espacial a partir de tejido fresco o en parafina (spatial transcriptomics).
Tarifas
Infraestructuras
En la actualidad, la Plataforma de Genética-Genómica posee la siguiente infraestructura:
Obtención de ácidos nucleicos
Maxwell® CSC Instrument
El Maxwell® CSC es una plataforma compacta con una interfaz gráfica intuitiva para la purificación automatizada de ácidos nucleicos, capaz de procesar hasta 16 muestras de forma simultánea. Utilizando cartuchos precargados y métodos preprogramados, el Maxwell® CSC ofrece una extracción de ADN o ARN consistente y fiable en 25-60 minutos, a partir de múltiples tipos de muestras. Por otro lado, el sistema permite su uso en modo IVD, lo que garantiza la calidad y trazabilidad en procesos diagnósticos. Más información.
Aplicaciones
- Obtención de ácidos nucleicos puros de forma consistente a partir de múltiples tipos de muestra.

Cuantificación de ácidos nucleicos
Espectrofotómetro NanoDrop™ 2000
El NanoDrop™ 2000 permite medir microvolúmenes tan pequeños como 0.5µL, permitiendo pipetear una muestra directamente sobre la superficie de medición óptica. Proporciona medida de la absorbancia de la muestra. Más información.

Qubit 2.0
Cuantificación fluorimétrica de muestras de ácido desoxirribonucleico de doble hélice (dsADN), ácido ribonucleico y proteínas, en solución acuosa. Más información.
Aplicaciones
- Cuantificación de ácidos nucleicos y proteínas.

Control calidad moléculas
2100 Bioanalyzer Instrument
El Bioanalyzer es un sistema automatizado de electroforesis que permite la evaluación analítica de diversos tipos de biomoléculas, gracias al uso de chips específicos y el software de análisis 2100 Expert Software. Permite la evaluación objetiva de tamaño, cantidad, integridad y pureza de muestras de ADN, ARN o proteínas, a partir de cantidades mínimas. Más información.
Aplicaciones
- Next Generation Sequencing (NGS).
- Expresión génica.
- Biofarmacéutica.
- Edición génica.

Sistemas de pipeteo automatizado
Robot de pipeteo Integra ASSIST PLUS
El robot ASSIST PLUS permite automatizar las tareas de pipeteo en el laboratorio mediante el uso de diversas pipetas electrónicas. Esto reduce al mínimo el posible error de pipeteo, aumentando así la reproducibilidad de los procesos. Más información.
Aplicaciones
- Transferencias de tubos a placa (96/384) y viceversa.
- Diluciones seriadas.
- Dispensaciones múltiples.
- Protocolos personalizables con alta reproducibilidad, repetitividad y trazabilidad.


Estación de trabajo robotizada Microlab STARlet ivd
Con más de 15 años en el mercado, siendo una referencia en el sector, la línea Microlab STAR de Hamilton es una plataforma robótica de pipeteo disponible en diferentes capacidades de trabajo para la automatización de todo tipo de ensayos y preparación de muestras. Permite la personalización de diversos flujos de trabajo a través de módulos operativos compatibles, y la programación intuitiva a través del software VENUS. Más información.
Aplicaciones
- Preparación de librerías (RNAseq, genoma completo).
- Genómica, proteómica, etc.
- Diagnóstico.
- Transferencia de muestras.
- Replicados.

Análisis de microarrays y genotipado masivo
SureScan Microarray Scanner
Escáner de microarrays, asociado a herramientas informáticas CytoGenomics (AgilentTechnologies), Genoglyphix® (Perkin Elmer), etc. Permite el uso de una amplia gama de arrays comerciales y o personalizados, con formatos flexibles, que van desde desde 1 array por cristal de 1Mb a 8 arrays por cristal de 60Kb, pudiéndose detectar cambios de hasta 100-150Kb. Más información.

GeneChip™ System 3000Dx
La plataforma GeneChip 3000Dx está compuesta por un horno de hibridación, un sistema de fluídica y un scanner de arrays y permite analizar muestras tanto de ADN como de ARN en estudios de genotipado y expresión. Cabe destacar que, utilizada junto al software Affymetrix Molecular Diagnostics Software, permite el análisis de diversos arrays para diagnóstico clínico cumpliendo el reglamento IVDR. Más información.

GeneTitan™ MC Scan Instrument
El GeneTitan es un instrumento de alto rendimiento compuesto por un horno de hibridación, un sistema de microfluídica y otro de imagen integrados, que permite procesar de una sola vez 16, 24 o 96 arrays. Dado que la intervención del usuario es mínima, permite obtener resultados altamente reproducibles. Más información.
Aplicaciones
- Análisis de expresión y micro ARNs
- Estudios de genotipado y detección de CNVs SNParrays
- Farmacogenómica
- Enfermedades poligénicas (Risk score)
- Ensayos customizados

Secuenciación SANGER
Analizador Genético ABI3500
El Analizador Genético ABI3500 emplea la tecnología de electroforesis capilar en carreras simultáneas de 8 capilares, con capacidad de detección de 6 fluoróforos, para la realización de secuenciaciones Sanger y análisis de fragmentos marcados fluorescentemente. Con un rendimiento en 24 horas de lecturas de hasta 368 muestras (220000pb) en Sanger, y genotipado de 280 fragmentos de hasta 600pb, sus rangos óptimos llegan hasta las 850pb. Más información.

Analizador Genético SeqStudio
El Analizador Genético SeqStudio emplea la tecnología de electroforesis capilar en carreras simultáneas de 4 capilares, con capacidad de detección de 6 fluoróforos, para la realización de secuenciaciones Sanger y análisis de fragmentos marcados fluorescentemente. Con un rendimiento en 24 horas de lecturas de hasta 192 muestras (67000pb) en Sanger, y genotipado de 128 fragmentos de hasta 460pb, sus rangos óptimos llegan hasta las 800pb. Más información.
Aplicaciones
- Secuenciación Sanger: resecuenciación, confirmación NGS, indels, detección de heterozigotos, detección de variantes menores, identificación microbiana, validación de edición génica, etc.
- Análisis de Fragmentos: análisis de microsatélites, MLPA, aplicaciones de SNaPshot, comprobación de líneas celulares, etc.

Sistemas análisis de genotipado y expresión génica
QuantStudio™ 12K Flex Real-Time PCR System Multi-Well Plates and Array Card Experiments
El QuantStudio 12K Flex de Applied Biosystems es una plataforma de PCR en tiempo real que puede analizar simultáneamente hasta cuatro placas QuantStudio 12K Flex OpenArray de 3072 reacciones en aproximadamente cuatro horas. Cuando se combina con el sistema AccuFill QuantStudio 12K Flex OpenArray, el sistema QuantStudio 12K Flex puede producir hasta 110000 puntos de datos o más en un día (8 horas) con tan solo 20 minutos de manipulación por ejecución. Tiene una interfaz de pantalla táctil con numerosas funciones y herramientas de análisis de software. Más información.
El sistema QuantStudio 12K Flex tiene cinco formatos de bloque intercambiables, de los cuales la plataforma cuenta con los siguientes:
- Sistema QuantStudio 12K Flex, placa OpenArray.
- Sistema QuantStudio 12K Flex, tarjeta de matriz TaqMan.
- Sistema QuantStudio 12K Flex, 384 pocillos.
- Sistema QuantStudio 12K Flex, 96 pocillos (0,1 ml).
Aplicaciones
- Expresión génica: Método CT comparativo (ΔΔCT) o Método de Curva Estándar Relativa
- Genotipado
- Análisis de la Curva de Fusión (Melt Curve)
- Experimentos de Presencia/Ausencia
- Experimentos de Curva Estándar

QX200 Droplet Digital PCR system
El sistema QX200 Droplet Digital PCR (ddPCR) proporciona una cuantificación absoluta de moléculas de ADN o ARN utilizando como fluorocromo intercalante EvaGreen o mediante el uso de sondas específicas. El sistema QX200 consta de dos instrumentos, el generador de gotas QX200 y el lector de gotas QX200, y el software QuantaSoft. Más información.
Aplicaciones
- Medir variaciones del número de copias (CNVs).
- Detección secuencias raras.
- Análisis de expresión génica.
- Cuantificación de librerías NGS.
- Determinación de carga viral.
- Análisis de expresión génica Single-cell.
- Cuantificación absoluta.
- Detección de mutantes raros.
- Análisis de miARNs.
- Detección de GMO (organismos genéticamente modificados).
- Detección de edición del genoma.


7300 Plus Real-Time PCR
El sistema Real-Time PCR 7300Plus es un instrumento de cuatro colores de 96 pocillos que utiliza reactivos de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) basados en fluorescencia. Más información.
Aplicaciones
- Detección cuantitativa en tiempo real de secuencias de ácido nucleico diana.
- Detección cualitativa de dianas mediante análisis post-PCR (punto final).
- Análisis cualitativo del producto PCR (Análisis de la Curva de Fusión, Melt Curve).

Secuenciación masiva de segunda generación (NGS, Next Generation Sequencing)
Ion GeneStudio S5 Plus System. Ion Chef. Ion Reporter (Ion Torrent)
Sistema de secuenciación de última generación basado en semiconductores, optimizado para un flujo de trabajo sencillo en secuenciación dirigida mediante paneles de genes. Con gran flexibilidad y escalabilidad, permite adaptarse a las necesidades de secuenciación tanto en investigación como para aplicaciones clínicas. Los reactivos se basan en cartuchos, usando chips de diferentes capacidades (Ion 510-540), consiguiendo entre 2-80 millones de lecturas por ciclo.
Alta eficacia con muestras difíciles: tejido fijado en formol e incluido en parafina (FFPE), las muestras retrospectivas de aspirados de aguja fina y el ADN libre de células extraído de la sangre (ADNcf). Se puede partir de tan solo de 1ng de ADN o ARN.
Esta plataforma dispone de las herramientas informáticas para el análisis primario y secundario de las secuencias obtenidas (Software Torrent Suite) y conexión con el software Ion Reporter para la anotación e interpretación de variantes.
En la plataforma también disponemos de un servidor local con el Software Ion Reporter en local. El Ion Chef, además de realizar el templado de las librerías y su cargar en el chip, también ofrece la preparación automatizada de las librerías.
Enlaces de interés
Ion GeneStudio™ S5 System - Ion Chef™ Instrument - Torrent Suite Software - Ion Reporter Software - Ion AmpliSeq Designer

NovaSeq 6000 (Illumina)
Ofrece una mayor capacidad y velocidad en la obtención de datos, de forma más económica. Con gran productividad, satisface prácticamente cualquier necesidad de estudio, gracias a distintos tipos de celdas de flujo de carga, al sistema dual de flujos de carga y a su gran variedad de combinaciones de longitudes de lectura. Es un sistema escalable y flexible, que puede generar desde 80 Gb de información y 800 millones de lecturas, esto hace que sea posible secuenciar desde un trio de exomas en un día, a 48 genomas en aproximadamente dos días con una cobertura completa.
Para cargar las muestras con rapidez, este equipo ofrece un flujo de trabajo estandarizado, donde las librerías se cargan de forma automatizada en un tubo que se acopla a los cartuchos pre-configurados de reactivos, el cual se carga directamente en el sistema.
Otra de las ventajas que ofrece es su compatibilidad con distintos kits de preparación de librerías, admitiendo una gran variedad de métodos de captura.
Integra sencillas herramientas de almacenamiento y análisis de datos que ayuda en el trabajo de análisis de las secuencias. El análisis y preparación de datos puede optimizarse directamente en BaseSpace Sequence Hub, una plataforma informática de genómica fácil de usar, optimizada para procesar grandes volúmenes de datos. BaseSpace ofrece una gestión de los datos simplificada, análisis y soluciones de almacenamiento. Desde ésta, se puede acceder a la plataforma de tecnología bioinformática DRAGEN™ (Dynamic Read Analysis for Genomics) para realizar análisis secundarios ultrarrápidos de datos de NGS o a distintas aplicaciones de BaseSpace, como la alineación de secuencias, la detección de variantes, la anotación y la visualización. Para facilitar la interpretación de datos, Illumina ofrece herramientas completas e intuitivas para visualizar, clasificar e interpretar variantes asociadas a enfermedades genéticas.
Aplicaciones
- Secuenciación dirigida mediante paneles de genes.
- Exoma clínicos o exoma completo (individuales o en tríos).
- Genoma completo.
- Transcriptoma.
- Metiloma.
Enlaces de interés
NovaSeq 6000 System - Illumina Control Panel - Sequencing Coverage Calculator - Basespace - DRAGEN secondary analysis

Sistema de análisis de célula única (single-cell analysis)
Chromium X
El sistema Chromium X permite el análisis de células individuales, lo que facilita comprender la diversidad celular, sus mecanismos intracelulares y sus aplicaciones a la salud y la enfermedad. El Chromium X puede analizar desde cientos a cientos de miles de células en una sola carrera, lo que permite convertir estudios de millones de células en rutina.
Su tecnología patentada Next GEM permite generar cientos de miles de particiones conteniendo una sola célula, y cada partición a su vez contiene un código de barras de identificación para el análisis posterior. Combinado con un innovador sistema de administración de reactivos y herramientas de análisis de software, se permite el descubrimiento de información biológica previamente inaccesible.
Además, el Chromium X cuenta con soporte de sistema automatizado totalmente integrado en 10x Genomics Cloud, completo con control de temperatura y acceso mejorado al soporte. Más información.
Aplicaciones
- Expresión génica en célula única.
- Estudios de accesibilidad de la cromatina.
- Perfil inmunidad en célula única.
- Estudio de biomarcadores.
- Avances en estudio de procesos oncológicos, enfermedades neurodegenerativas, etc.

Sistema de transcriptoma espacial (spatial transcriptomics)
Visium CytAssist
El sistema Visium CytAssist está integrado en el protocolo de procesamiento de transcriptoma espacial en los ensayos de Visium (10X Genomics), que permiten al usuario partir de cortes de tejido, tanto de tejido congelado (tanto fresco como fijado) como en parafina, en portaobjetos standard. El sistema CytAsssist permite transferir de forma sencilla las sondas ya hibridadas al tejido, al slide de Visium, con el que se trabajará hasta su elución y posterior indexado de las librerías para su secuenciación. Más información.
Aplicaciones
- Análisis de expresión diferencial de genes tanto en humano como en ratón.
- Aplicaciones de discovery utilizando ensayos con captura poliA independientemente de la especie en estudio.



Integrantes de la plataforma
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Xabier Elcoroaristizabal Martín
Responsable de la plataforma. Coordinador de la plataforma de Genética y secuenciación masiva
xabier.elcoroaristizabalmartin@bio-bizkaia.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Ana Belén de la Hoz Rastrollo
anabelen.delahozrastrollo@bio-bizkaia.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Gustavo Pérez de Nanclares
gustavo.perezdenanclaresleal@osakidetza.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Esther Sarasola Díez
esther.sarasoladiez@osakidetza.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Aitana Herrero González
aitana.herrerogonzalez@bio-bizkaia.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Patricia Ruiz Ontañón
patricia.ruizontanon@bio-bizkaia.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia
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Alejandro García Castaño
alejandro.garciacastano@bio-bizkaia.eus
847280
Bio 2 | Cruces, Bizkaia