Výhody dlouhého čtení vysoce výkonného genomového sekvenování pro kauzální diagnostiku cerebelární ataxie (ALICA)

Cerebelární ataxie jsou skupinou vzácných neurologických poruch, které jsou klinicky a geneticky heterogenní, s několika stovkami genů a chorob, které jsou dosud známy. Během posledního desetiletí došlo v jejich diagnostice k převratu díky vývoji vysoce výkonných sekvenačních technologií, jako je sekvenování exomu/genomu (ES/GS), což umožňuje získat molekulární diagnózu u rostoucího počtu pacientů. Téměř 40 % pacientů však zůstává bez molekulární diagnózy, což vyvolává otázky ohledně omezení sekvenačních technologií založených na technice známé jako krátké čtení. Jedním z omezení krátkého čtení je jeho špatná schopnost detekovat opakované expanze motivu, častý mechanismus v neurologii a spojený s více než třiceti neurogenetickými onemocněními. Ačkoli byly v reakci na tento problém postupně vyvíjeny nástroje pro analýzu dat ES/GS, jejich účinnost a spolehlivost zůstává průměrná. K dnešnímu dni zůstává zlatým standardem pro detekci těchto expanzí cílené přístupy, jako je PCR a Southern blot, což jsou dlouhé, únavné a nákladné procesy, které vyžadují nezávislé vyhledávání každé expanze, což nutí lékaře k výběru expanzí a omezuje diagnostický výtěžek. Navíc existují onemocnění spojená s expanzemi tak vzácná, že žádná francouzská laboratoř nenabízí diagnostický test.

Nedávný vývoj sekvenování genomu dlouhých fragmentů (long-read - lrGS) by mohl poskytnout řešení všech těchto problémů. Tyto technologie jsou založeny na procesu sekvenování, během kterého je DNA uchována ve formě velkých molekul o několika desítkách tisíc bází. Oblasti genomu obsahující expanze lze tedy studovat přímo v jejich celistvosti, čímž se vyhneme potížím s rekonstrukcí z malých fragmentů, což je případ sekvenování pro krátké čtení. Kromě toho může lrGS charakterizovat velikost opakovaných motivů a tak detekovat jakoukoli kauzální expanzi u jednotlivce v jediné analýze.

Řada nedávno publikovaných studií, zejména v neurologii, prokázala schopnost lrGS detekovat patologie se známými expanzemi (SCA36, C9ORF72), ale také objevovat nové a vysvětlit tak molekulární podstatu vzácných patologií (SCA27b, NOTCH2NLC). Ačkoli tyto sekvenační technologie existují již řadu let, přístup je stále omezen na výzkumnou práci a je omezen jejich vyšší cenou.

Jejich hodnota jako diagnostického nástroje druhé linie musí být ještě prokázána. Vyšetřovatelé navrhují zhodnotit proveditelnost a diagnostickou výtěžnost Oxford Nanopore lrGS v duu nebo triu (pacienti + 1 nebo 2 prvostupňoví příbuzní) u pacientů s cerebelární ataxií bez molekulární diagnózy po krátkém GS. Toto bude první studie, která převede tuto techniku ​​lrGS do druhé linie, v podmínkách reálného života, pro kauzální genetickou diagnostiku cerebelární ataxie.