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Metagenómica shotgun
En una frase
La metagenómica shotgun secuencia de forma no dirigida todo el ADN de una muestra, sin amplificar un gen concreto. Permite identificar bacterias, virus de ADN, hongos y parásitos, a menudo hasta especie, y estudiar sus genes funcionales y de resistencia.
También se llama: secuenciación shotgun · secuenciación metagenómica shotgun · metagenómica de escopeta · shotgun metagenomics
¿Qué es la metagenómica shotgun?
El nombre viene de la imagen de un disparo de perdigones: el ADN de la muestra se fragmenta al azar y se secuencian todos los trozos, sean de bacterias, hongos, virus, parásitos o del propio paciente. Después, la bioinformática reconstruye a qué organismo y a qué gen pertenece cada lectura. A diferencia de la secuenciación del gen 16S, no hay un marcador elegido de antemano, así que el enfoque es no dirigido.
Quince, Walker, Simpson, Loman y Segata (Nature Biotechnology, 2017) la describen como una técnica que ha transformado la microbiología, aunque subrayan que los métodos de análisis siguen siendo un reto en muestras complejas y con organismos mal representados en las bases de datos.
Para qué sirve
- Resolución taxonómica: suele llegar a especie y, con suficiente profundidad, a cepa.
- Más allá de las bacterias: puede detectar virus de ADN, hongos, protozoos y helmintos.
- Potencial funcional: muestra qué genes hay (por ejemplo, rutas de producción de butirato), no solo quién está.
- Resistoma: identifica genes de resistencia antimicrobiana y, con lecturas largas, en qué elemento genético se encuentran.
- Genomas ensamblados a partir de la propia muestra, útiles para organismos no cultivables.
Limitaciones
- ADN del huésped: en sangre, orina o tejido la mayoría de lecturas son humanas y diluyen la señal microbiana.
- Coste y profundidad: detectar organismos minoritarios exige secuenciar mucho.
- Bases de datos: lo que no está bien representado se clasifica peor o no se clasifica.
- ADN no es actividad: la presencia de un gen indica capacidad, no que se esté expresando, ni que el organismo esté vivo.
- Contaminación: en muestras de baja carga microbiana hay que usar controles negativos.
Ejemplo
Un equipo de digestivo quiere saber si un paciente con diarrea persistente tras varios tratamientos antibióticos presenta, además de cambios en la composición bacteriana, genes de resistencia o parásitos intestinales. Un estudio 16S solo describiría bacterias; un análisis shotgun puede aportar especies, genes de resistencia y otros microorganismos en un solo ensayo. Los hallazgos se valoran junto con el coprocultivo, el estudio de parásitos convencional y la clínica, y es el profesional quien los interpreta.
Metagenómica shotgun en Xenogene
La ficha del test de microbiota intestinal lo presenta como un análisis metagenómico con tecnología Nanopore NGS que estudia la composición microbiana de las heces y detecta bacterias patógenas, cepas de E. coli, parásitos y helmintos, además de aspectos funcionales de la microbiota. Para dudas sobre el alcance técnico de un análisis concreto, el profesional puede consultar con el laboratorio antes de solicitarlo.
Preguntas frecuentes
¿Qué es mejor, la 16S o la metagenómica shotgun?
Ninguna es mejor en abstracto. La 16S es más barata y suficiente para describir la composición bacteriana a nivel de género. La shotgun conviene cuando se necesita resolución de especie o cepa, información funcional, genes de resistencia o detectar organismos que no son bacterias.
¿Por qué la metagenómica shotgun es más cara?
Porque hay que secuenciar mucho más: se lee todo el ADN de la muestra, incluido el humano, y para detectar organismos poco abundantes hace falta profundidad. Además, el análisis bioinformático y las bases de datos de genomas completos son más exigentes que en la 16S.
¿La metagenómica shotgun detecta virus de ARN?
No con un protocolo solo de ADN. Para virus de ARN hace falta incluir una retrotranscripción (metatranscriptómica o protocolos de ADN y ARN). Conviene comprobar qué ácidos nucleicos procesa cada ensayo.
Términos relacionados
- Secuenciación del gen 16S rRNA
La secuenciación del gen 16S rRNA amplifica y lee un gen marcador presente en todas las bacterias y arqueas para identificar qué grupos hay en una muestra y en qué proporción. Es económica, pero suele resolver a nivel de género y no informa directamente de funciones.
- NGS (secuenciación de nueva generación)
La NGS (secuenciación de nueva generación) es un conjunto de tecnologías que leen en paralelo millones de fragmentos de ADN o ARN en una sola ejecución, lo que permite estudiar genomas, genes o comunidades microbianas completas de forma masiva.
- Metagenómica clínica
La metagenómica clínica (mNGS) es la secuenciación no dirigida del material genético de una muestra de un paciente para detectar bacterias, virus, hongos o parásitos sin elegir de antemano qué patógeno buscar. Complementa al cultivo y al antibiograma; no los sustituye.
- Secuenciación Nanopore
La secuenciación Nanopore es una técnica de tercera generación que lee moléculas individuales de ADN o ARN al hacerlas pasar por un poro de tamaño nanométrico, midiendo los cambios de corriente eléctrica. Produce lecturas largas y datos en tiempo real.
- Resistencia antimicrobiana
La resistencia antimicrobiana es la capacidad de bacterias, virus, hongos o parásitos de dejar de responder a los fármacos que antes los controlaban, de modo que las infecciones se vuelven más difíciles de tratar.
Contenido divulgativo para profesionales sanitarios y público general. No sustituye la valoración de un profesional sanitario: la indicación e interpretación de cualquier prueba corresponde al profesional que la solicita.
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