Monogeenisten häiriöiden ei-invasiivinen synnytystä edeltävä diagnoosi Linked-reads -tekniikalla (NID)

Tavoitteet:

Soluttoman sikiön DNA:n kuvaus äidin plasmassa tarjosi mahdollisuuden noninvasiiviseen lähestymistapaan synnytystä edeltävässä diagnoosissa (Non Invasive Prenatal Diagnosis, NIPD). Kuitenkin vain pieni osa soluttomasta DNA:sta on sikiöalkuperää, ja sen tutkimus laajeni vasta äskettäin uusien teknologioiden, kuten digitaalisen PCR:n ja Massively Parallel Sequencingin, kehityksen myötä.

Kiertyvät sikiösolut (CFC) edustavat lupaavaa lähestymistapaa, mutta niitä on kehitettävä edelleen ennen rutiininomaista käyttöönottoa. Tähän mennessä kliiniset sovellukset rajoittuvat ei-invasiiviseen synnytystä edeltävään testaukseen sikiön aneuploidiaan ja sikiölle spesifisten genomialueiden ei-invasiiviseen havaitsemiseen, esimerkiksi sikiön sukupuolen määrittämiseen tai sikiön RHD-genotyypitys tai viime aikoina de novo -mutaatiot, joita voidaan epäillä kaikutulosten jälkeen, kuten achondroplasia. Silti äidin kautta perittyjen monogeenisten sairauksien NIPD on edelleen haastava, sillä sikiön alleeli on piilotettu suureen määrään identtisiä äidin sekvenssejä. Jotkut julkaisut raportoivat onnistuneesta NIPD:stä äidin kautta periytyvissä monogeenisissä sairauksissa, mutta vain tapausraporteissa tai pienissä kohortteissa ilman standardoitua protokollaa ja tilastollisten riskien hallintaa.

Tässä tutkimuksessa pyrimme:

• kehittää uusi ei-invasiivinen lähestymistapa synnytystä edeltävään diagnoosiin käyttäen sekä suoraa että epäsuoraa strategiaa Massively Parallel Sequencing -menetelmällä,
• tunnistaa ja karakterisoida CFC.

Menetelmät:

Hankimme äskettäin Chromium™-teknologian (10XGenomics™). Tämä lähestymistapa, joka perustuu mikrofluidipohjaiseen linkitettyyn lukusekvensointiin, mahdollistaa suoran haplotyypin vaiheistuksen pitkistä syöte-DNA-molekyyleistä, tässä tapauksessa vanhemman genomisesta DNA:sta. Siksi on mahdollista tunnistaa mutanttisidonnainen haplotyyppi jokaiselle vanhemmalle ja päätellä sikiön tila samanaikaisella plasma-DNA-analyysillä.

Aiomme ottaa mukaan parit, joilla on riski saada kystinen fibroosi, mukaan synnytystä edeltävään diagnoosiin (PND) liittyvään geneettiseen neuvontaan. Ei-invasiivinen analyysi suoritetaan samanaikaisesti tavanomaisen PND:n kanssa, joka suoritetaan invasiiviselle sikiönäytteelle. Sekvensoinnin jälkeen käytämme uutta analyysialgoritmia, joka mahdollistaa tilastollisen riskin tiukan hallinnan.

Lisäksi aiomme käyttää Chromium Single Cell -liuosta (10XGenomics™) CFC:n eristämiseen. Tämä lähestymistapa mahdollistaa yksittäisen solun geeniekspression analysoinnin tuhansista soluista näytteessä.

Odotetut tulokset:

Tässä ensimmäisessä tutkimuksessa haluamme ottaa mukaan 20 paria 12 kuukauden aikana, mikä edustaa suurinta tähän mennessä julkaistua kohorttia.

Pyrimme arvioimaan tämän uuden lupaavan Universal Haplotyping -tekniikan toteutettavuutta linkitetyn lukusekvenssin avulla monogeenisten sairauksien NIPD:n yhteydessä tulosten tarkkuuden sekä analyysiajan ja teknisten kustannusten kannalta. Tämä suoraviivainen protokolla avaa näkökulmia familiaalisten monogeenisten sairauksien synnytystä edeltävälle diagnoosille ensitarkoituksena olevalle ei-invasiiviselle lähestymistavalle.

Single Cell Solution antaa meille myös mahdollisuuden erottaa äidin veressä kiertävät solutyypit ja tunnistaa molekyylimarkkereita CFC:n eristämiseksi.