Pitkään luetun suuren suorituskyvyn genomisen sekvensoinnin edut pikkuaivojen ataksioiden syy-diagnoosissa (ALICA)

Pikkuaivoataksia on ryhmä harvinaisia ​​neurologisia sairauksia, jotka ovat kliinisesti ja geneettisesti heterogeenisiä ja joissa on useita satoja tähän mennessä tunnettuja geenejä ja sairauksia. Viimeisen vuosikymmenen aikana heidän diagnoosinsa on mullistanut korkean suorituskyvyn sekvensointitekniikoiden, kuten eksomi/genomisekvenssin (ES/GS) kehityksen, mikä mahdollistaa molekyylidiagnoosin saamisen yhä useammalle potilaille. Kuitenkin lähes 40 % potilaista jää ilman molekyylidiagnoosia, mikä herättää kysymyksiä lyhytlukutekniikkaan perustuvien sekvensointitekniikoiden rajoituksista. Yksi lyhyen lukemisen rajoituksista on sen huono kyky havaita toistuvia motiivilaajennuksia, joka on yleinen mekanismi neurologiassa ja liittyy yli kolmeenkymmeneen neurogeneettiseen sairauteen. Vaikka työkaluja ES/GS-tietojen analysointiin on vähitellen kehitetty vastauksena tähän ongelmaan, niiden tehokkuus ja luotettavuus ovat edelleen kohtalaisia. Toistaiseksi kultastandardi näiden laajennuksien havaitsemisessa on edelleen kohdennettuja lähestymistapoja, kuten PCR ja Southern blot, jotka ovat pitkiä, ikäviä ja kalliita prosesseja, jotka vaativat itsenäisen haun jokaiselle laajennukselle, pakottavat lääkärit valitsemaan laajennuksia ja rajoittamaan diagnostista saantoa. Lisäksi laajentumiseen liittyy niin harvinaisia ​​sairauksia, ettei yksikään ranskalainen laboratorio tarjoa diagnostista testiä.

Viimeaikainen pitkän fragmentin genomin sekvensoinnin (long-read - lrGS) kehitys voisi tarjota ratkaisun kaikkiin näihin ongelmiin. Nämä tekniikat perustuvat sekvensointiprosessiin, jonka aikana DNA säilytetään suurina, useiden kymmenien tuhansien emästen molekyyleinä. Laajennuksia sisältäviä genomin alueita voidaan siis tutkia suoraan kokonaisuutena välttäen pienistä fragmenteista rekonstruoinnin vaikeudet, kuten lyhytlukusekvensoinnissa. Lisäksi lrGS voi karakterisoida toistuvien motiivien koon ja siten havaita mahdollisen kausaalisen laajenemisen yksilössä yhdessä analyysissä.

Useat äskettäin julkaistut tutkimukset, erityisesti neurologian alalla, ovat osoittaneet lrGS:n kyvyn havaita patologioita, joilla on tunnettu laajeneminen (SCA36, C9ORF72), mutta myös löytää uusia ja siten selittää harvinaisten patologioiden molekyyliperustaa (SCA27b, NOTCH2NLC). Vaikka nämä sekvensointitekniikat ovat olleet käytössä useita vuosia, pääsy on edelleen rajoitettu tutkimustyöhön ja sitä rajoittaa niiden korkeampi hinta.

Niiden arvoa toisen linjan diagnostiikkatyökaluna ei ole vielä osoitettu. Tutkijat ehdottavat Oxford Nanopore lrGS:n toteutettavuuden ja diagnostisen tuoton arvioimista kahdessa tai triossa (potilaat + 1 tai 2 ensimmäisen asteen sukulaista) potilailla, joilla on pikkuaivojen ataksia ilman molekyylidiagnoosia lyhyen GS:n jälkeen. Tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tämä lrGS-tekniikka siirretään toiseen linjaan todellisissa olosuhteissa pikkuaivojen ataksian kausaalista geneettistä diagnoosia varten.