Precisiediagnostiek bij zeldzame genetische ziekten en tumoren - lang gelezen sequencing (PREDICT-LRS)

Onlangs geïntroduceerde lange leessequencing (LRS), ook wel aangeduid als sequencing van de derde generatie, is een revolutionaire technologie met het vermogen om lange moleculen van nucleïnezuren te sequencen (langer dan 10 kb). Toegang tot langere nauwkeurige sequenties heeft verbeterde mappability en overwon de technische beperkingen van NGS. De toepassing van LRS op een diagnostische setting kan een impact hebben op de detectiesnelheid en diagnostische opbrengst, wat leidt tot een beter begrip van de etiologie, de prognose en het recidiefrisico van RGD, maar ook op een gerichte behandeling. Een van de belangrijkste voordelen van LRS is de detectie van gebalanceerde en onevenwichtige structurele varianten (SV's), inclusief complexe herschikkingen, met hoge gevoeligheid en nauwkeurigheid, door betrouwbare afstemming en precieze breekpuntdefinitie. Verschillende studies hebben ook het nut ervan gerapporteerd bij de identificatie van gemiste coderingsvarianten in moeilijk te reeksgebieden. Bovendien geeft deze methode toegang tot informatie over methylatieveranderingen en haplotype -fasering in één experiment.

Een van de belangrijkste uitdagingen van de moderne genetica worden 4 subgroepen van patiënten geïdentificeerd die baat zouden hebben bij de toepassing van LRS om de genetische diagnose en ziektemechanismen beter te karakteriseren.

• De eerste subgroep van patiënten zijn patiënten met SV's van onbekende betekenis of onzeker ziektemechanisme. De meest diagnostisch onderzochte SV's, voornamelijk bij personen met NDD, zijn kopie-nummervarianten (CNV's), d.w.z. deleties en duplicaties, en de genetische test op het eerste niveau voor hun identificatie is array-gebaseerde vergelijkende genomische hybridisatie (ACGH). Deze analyse heeft een diagnostische opbrengst van ongeveer 10-20% waarop sommige technische beperkingen negatief van invloed zijn: slechte gevoeligheid voor mozaïek CNV's of varianten in genomische gebieden die moeilijk te analyseren zijn (GC-rijk of herhaald), suboptimale resolutie voor breekpunt van CNV's en onvermogen om duplicaties in kaart te brengen. In het bijzonder is de klinische interpretatie van duplicaties een uitdaging, vanwege het onvermogen van ACGH om te detecteren of ze zich in combineren of worden gedupliceerd en elders in het genoom worden ingevoegd, waardoor mogelijk genen die betrokken zijn bij de duplicatie worden verstoord of hun regulering wijzigen. LRS heeft het potentieel om deze beperkingen te overwinnen door een aanzienlijk grotere gevoeligheid te hebben voor de detectie van SV's, inclusief de CNV's, en van varianten in herhaalde regio's, waardoor het in kaart wordt gebracht van duplicaties en precieze chatterisatie van brekpoints.
• Andere complexe herschikkingen kunnen worden bestudeerd met LRS (d.w.z. Ringchromosomen, isochromosoom, chromosomale translocaties, somatische SV gevonden in tumoren, enz.) Om een ​​beter begrip te krijgen van de moleculaire mechanismen van pathogeniteit. In deze gevallen is de precieze definitie van breekpunten, van de genen die betrokken zijn bij de herschikking, van de methyleringstoestand en de detectie van zowel evenwichtige als onevenwichtige SV's nodig om het moleculaire defect te begrijpen dat verantwoordelijk is voor de ziekte. Een betere definitie van complexe SV's, samen met een nauwkeurige beschrijving van het fenotype, zal de correlatie van het genotype-fenotype kunnen bepalen.
• Een derde subgroep van patiënten die in aanmerking komen voor de studie zijn die met geïdentificeerde monoallelische verandering in autosomale recessieve (AR) genen. Voor dit doel zijn geselecteerde patiënten met RGD waarin uitgebreide genetische analyse, d.w.z. hele exome sequencing (WES), al is uitgevoerd, wat leidt tot de identificatie van een monoallelische mutatie in een gen geassocieerd met een AR -toestand die compatibel is met de patiënt fenotype. Het doel is om een ​​gerichte analyse van het specifieke gen uit te voeren om te zoeken naar een tweede mutatie die niet werd gedetecteerd door eerdere analyse (d.w.z. Intronische varianten, SV's, varianten in moeilijke genomische gebieden).
• Ten slotte kunnen patiënten met een fenotype dat sterk suggestief is voor een genetische aandoening, bij wie verschillende analyses, waaronder WE's, die negatieve resultaten hebben opgehaald, kunnen profiteren van LRS. In deze context is het doel om een ​​hele genoom-LRS-benadering toe te passen om gemiste coderende varianten te identificeren in moeilijk te reeksgebieden, varianten in niet-coderende regio's of SV's.