I vantaggi del sequenziamento genomico ad alta produttività a lunga lettura per la diagnosi causale delle atassie cerebellari (ALICA)

Le atassie cerebellari sono un gruppo di rari disturbi neurologici clinicamente e geneticamente eterogenei, con diverse centinaia di geni e malattie finora conosciute. Nell’ultimo decennio, la loro diagnosi è stata rivoluzionata dallo sviluppo di tecnologie di sequenziamento ad alto rendimento come il sequenziamento dell’esoma/genoma (ES/GS), che rendono possibile ottenere una diagnosi molecolare in un numero crescente di pazienti. Tuttavia, quasi il 40% dei pazienti rimane senza diagnosi molecolare, sollevando interrogativi sui limiti delle tecnologie di sequenziamento basate su una tecnica nota come lettura breve. Una limitazione della lettura breve è la sua scarsa capacità di rilevare espansioni ripetute di motivi, un meccanismo frequente in neurologia e associato a più di trenta malattie neurogenetiche. Sebbene gli strumenti per analizzare i dati ES/GS siano stati gradualmente sviluppati in risposta a questo problema, la loro efficacia e affidabilità rimangono moderate. Ad oggi, il gold standard per rilevare queste espansioni rimane approcci mirati come PCR e Southern blot, che sono processi lunghi, noiosi e costosi che richiedono una ricerca indipendente per ciascuna espansione, costringendo i medici a selezionare le espansioni e limitando la resa diagnostica. Inoltre, ci sono malattie legate alle espansioni così rare che nessun laboratorio francese offre un test diagnostico.

Il recente sviluppo del sequenziamento del genoma a frammenti lunghi (long-read - lrGS) potrebbe fornire una soluzione a tutti questi problemi. Queste tecnologie si basano su un processo di sequenziamento durante il quale il DNA viene conservato sotto forma di grandi molecole composte da diverse decine di migliaia di basi. Le regioni del genoma contenenti espansioni possono quindi essere studiate direttamente nella loro interezza, evitando le difficoltà di ricostruzione da piccoli frammenti, come avviene nel sequenziamento a lettura breve. Inoltre, lrGS può caratterizzare la dimensione dei motivi ripetuti e quindi rilevare qualsiasi espansione causale in un individuo in un'unica analisi.

Numerosi studi recentemente pubblicati, soprattutto in campo neurologico, hanno dimostrato la capacità di lrGS di rilevare patologie con espansioni note (SCA36, C9ORF72), ma anche di scoprirne di nuove e quindi spiegare le basi molecolari di patologie rare (SCA27b, NOTCH2NLC). Sebbene queste tecnologie di sequenziamento esistano da diversi anni, l’accesso è ancora limitato al lavoro di ricerca ed è limitato dal loro costo più elevato.

Il loro valore come strumento diagnostico di seconda linea deve ancora essere dimostrato. I ricercatori si propongono di valutare la fattibilità e la resa diagnostica di Oxford Nanopore lrGS in duo o trio (pazienti + 1 o 2 parenti di primo grado) in pazienti con atassia cerebellare senza diagnosi molecolare dopo GS a lettura breve. Questo sarà il primo studio a trasferire questa tecnica lrGS alla seconda linea, in condizioni di vita reale, per la diagnosi genetica causale dell'atassia cerebellare.