Präzisionsdiagnostik bei seltenen genetischen Erkrankungen und Tumoren - lange Lessequenzierung (PREDICT-LRS)

Kürzlich eingeführte Long Read Sequencing (LRS), die auch als Sequenzierung der dritten Generation bezeichnet wird, ist eine revolutionäre Technologie mit der Fähigkeit, lange Moleküle von Nukleinsäuren (länger als 10 KB) zu sequenzieren. Der Zugriff auf längere genaue Sequenzen hat die Zuzahlbarkeit verbessert und die technischen Einschränkungen von NGs überwunden. Die Anwendung von LRs auf eine diagnostische Umgebung könnte sich auf die Erkennungsrate und den diagnostischen Ertrag auswirken, was zu einem besseren Verständnis der Ätiologie-, Prognose- und Rezidivrisiko von RGD, aber auch für eine gezielte Behandlung führt. Einer der Hauptvorteile von LRS ist die Erkennung ausgewogener und unausgeglichener Strukturvarianten (SVS), einschließlich komplexer Umlagerungen mit hoher Empfindlichkeit und Genauigkeit, durch zuverlässige Ausrichtung und präziser Breakpoint -Definition. Verschiedene Studien haben auch den Nutzen bei der Identifizierung von Fehlkodierungsvarianten in schwer zu Sequenzregionen berichteten. Darüber hinaus gibt diese Methode Zugriff auf Informationen zu Methylierungsänderungen und Haplotyp -Phasen in einem einzigen Experiment.

Zu den Hauptherausforderungen der modernen Genetik gehören 4 Untergruppen von Patienten, die von der Anwendung von LRS profitieren würden, um die genetische Diagnose und die Krankheitsmechanismen besser zu charakterisieren.

• Die erste Untergruppe von Patienten ist diejenigen mit SVs mit unbekannter Bedeutung oder unsicherer Krankheitsmechanismus. Die am meisten diagnostisch untersuchten SVs, hauptsächlich bei Personen mit NDD, sind Kopienvarianten (CNVs), d. H. Deletionen und Duplikationen, und der genetische Test der ersten Ebene für ihre Identifizierung ist Array-basierte vergleichende genomische Hybridisierung (ACGH). Diese Analyse hat eine diagnostische Ausbeute von etwa 10 bis 20%, auf die einige technische Einschränkungen negativ beeinflussen: Eine schlechte Empfindlichkeit für mosaische CNVs oder Varianten in genomischen Regionen, die schwer zu analysieren sind (GC-reichen oder wiederholt), suboptimale Auflösung für Breakpoint von CNVs und Unfähigkeit, Duplikationen abzubilden. Insbesondere ist die klinische Interpretation von Duplikationen eine Herausforderung, da ACGH nicht in der Lage ist, festzustellen, ob sie im Tandem auftreten oder an anderer Stelle im Genom dupliziert und eingefügt werden, wodurch möglicherweise Gene stören, die an der Duplikation beteiligt oder ihre Regulierung verändert werden. LRS hat das Potenzial, diese Einschränkungen zu überwinden, indem sie eine signifikant höhere Empfindlichkeit für die Erkennung von SVs, einschließlich der CNVs, und von Varianten in wiederholten Regionen aufweist und auch die Kartierung von Duplikationen und eine präzise Chacterisierung von Brekpoints ermöglichen.
• Andere komplexe Umlagerungen können mit LRS untersucht werden (d. H. Ringchromosomen, Isochromosom, chromosomale Translokationen, somatische SV in Tumoren usw.), um die molekularen Mechanismen der Pathogenität besser zu verstehen. In diesen Fällen ist die genaue Definition von Haltepunkten, der Gene, die an der Umlagerung des Methylierungszustands beteiligt sind, und den Nachweis von ausgewogenen und unausgeglichenen SVs erforderlich, um den für die Krankheit verantwortlichen molekularen Defekt zu verstehen. Eine bessere Definition komplexer SVs zusammen mit einer genauen Beschreibung des Phänotyps ermöglicht die Bestimmung der Genotyp-Phänotyp-Korrelation.
• Eine dritte Untergruppe von Patienten, die für die Studie in Frage kommen, sind solche mit identifizierten monoallelen Veränderung in autosomalen rezessiven (AR) -Gen. Zu diesem Zweck sind ausgewählte Patienten mit RGD, bei denen eine umfangreiche genetische Analyse, d. H. Die gesamte Exomsequenzierung (WES), bereits durchgeführt wurde Phänotyp. Ziel ist es, eine gezielte Analyse des spezifischen Gens durchzuführen, um nach einer zweiten Mutation zu suchen, die durch vorherige Analyse nicht nachgewiesen wurde (d. H. Intronische Varianten, SVs, Varianten in schwierigen genomischen Regionen).
• Schließlich könnten Patienten mit einem Phänotyp, der stark für eine genetische Erkrankung hindeutet, bei der mehrere Analysen, einschließlich WES, negative Ergebnisse erzielt, von LRS profitieren. In diesem Zusammenhang ist es das Ziel, einen LRS-Ansatz des gesamten Genoms anzuwenden, um verpasste Codierungsvarianten in schwer zu Sequenzregionen, Varianten in Nichtkodierregionen oder SVs zu identifizieren.