Præcisionsdiagnostik i sjældne genetiske sygdomme og tumorer - Lang læst sekventering (PREDICT-LRS)

For nylig introduceret langlæst sekventering (LRS), også kaldet tredje generations sekventering, er en revolutionær teknologi med evnen til at sekvensere lange molekyler af nukleinsyrer (længere end 10 kb). Adgang til længere nøjagtige sekvenser har forbedret kortlægningen og overvundet de tekniske begrænsninger af NGS. Anvendelsen af ​​LR'er på en diagnostisk indstilling kan have indflydelse på detektionshastighed og diagnostisk udbytte, hvilket fører til en bedre forståelse af etiologien, prognosen og tilbagefaldsrisikoen for RGD, men også til en målrettet behandling. En af de største fordele ved LR'er er påvisning af afbalancerede og ubalancerede strukturelle varianter (SV'er), herunder komplekse omarrangementer, med høj følsomhed og nøjagtighed, gennem pålidelig justering og præcis breakpoint -definition. Forskellige undersøgelser har også rapporteret om dens anvendelighed i identifikationen af ​​ubesvarede kodningsvarianter i vanskelige at sekvensregioner. Desuden giver denne metode adgang til information om methyleringsændringer og haplotypefasning i et enkelt eksperiment.

Blandt de vigtigste udfordringer ved moderne genetik identificeres 4 undergrupper af patienter, der ville drage fordel af anvendelsen af ​​LR'er for bedre at karakterisere den genetiske diagnose og sygdomsmekanismer.

• Den første undergruppe af patienter er dem med SV'er af ukendt betydning eller usikker sygdomsmekanisme. De mest diagnostisk undersøgte SV'er, hovedsageligt hos personer med NDD, er kopienummervarianter (CNV'er), dvs. deletioner og duplikationer, og den første niveau genetiske test for deres identifikation er array-baseret komparativ genomisk hybridisering (ACGH). Denne analyse har et diagnostisk udbytte på ca. 10-20%, som nogle tekniske begrænsninger negativt påvirker: dårlig følsomhed for mosaik CNV'er eller varianter placeret i genomiske regioner, der er vanskelige at analysere (GC-rige eller gentagne), suboptimale opløsning for breakpoint af CNV'er og manglende evne til at kortlægge duplikationer. Især er klinisk fortolkning af duplikationer udfordrende på grund af ACGH's manglende evne til at opdage, om de forekommer i tandem eller er duplikeret og indsat andetsteds i genomet, hvilket muligvis forstyrrer gener, der er involveret i duplikeringen eller ændrer deres regulering. LRS har potentialet til at overvinde disse begrænsninger ved at have signifikant større følsomhed for påvisning af SV'er, herunder CNV'er, og af varianter inden for gentagne regioner, hvilket også muliggør kortlægning af duplikationer og præcis chacterisering af brekpoints.
• Andre komplekse omarrangementer kan studeres med LR'er (dvs. Ringkromosomer, isochromosom, kromosomale translokationer, somatisk SV fundet i tumorer osv.) For at få en bedre forståelse af de molekylære mekanismer for patogenicitet. I disse tilfælde er den nøjagtige definition af breakpoints, af generne involveret i omarrangementet, af methyleringstilstanden og påvisning af både afbalancerede og ubalancerede SV'er nødvendig for at forstå den molekylære defekt, der er ansvarlig for sygdommen. En bedre definition af komplekse SV'er sammen med en nøjagtig beskrivelse af fænotypen vil gøre det muligt at bestemme genotype-fænotype-korrelationen.
• En tredje undergruppe af patienter, der er berettigede til undersøgelsen, er dem med identificeret monoallel ændring i autosomale recessive (AR) gener. Til dette formål er udvalgte patienter med RGD, hvor omfattende genetisk analyse, dvs. hele exome sekventering (WES) allerede er blevet udført, hvilket fører til identifikation af en monoallel mutation i et gen, der er forbundet med en AR -tilstand, der er kompatibel med patientens fænotype. Målet er at udføre en målrettet analyse af det specifikke gen for at se efter en anden mutation, der ikke blev påvist ved tidligere analyse (dvs. Introniske varianter, SV'er, varianter i vanskelige genomiske regioner).
• Endelig kunne patienter med en fænotype, der er stærkt antydende for en genetisk tilstand, hvor flere analyser, inklusive WES, hentede negative resultater, drage fordel af LR'er. I denne sammenhæng er målet at anvende en hel genom LRS-tilgang til at identificere ubesvarede kodningsvarianter i vanskelige at sekvensregioner, varianter i ikke-kodende regioner eller SV'er.