Ikke-invasiv prenatal diagnose av monogene lidelser med linked-reads-teknologi (NID)

Mål:

Beskrivelsen av cellefritt føtalt DNA i mors plasma ga muligheten for en ikke-invasiv tilnærming for prenatal diagnose (Non Invasive Prenatal Diagnosis, NIPD). Imidlertid er bare en liten brøkdel av totalt cellefritt DNA av føtal opprinnelse, og studien utvidet seg først nylig med utviklingen av nye teknologier, som digital PCR og Massively Parallel Sequencing.

Sirkulerende føtale celler (CFC) representerer en lovende tilnærming, men trenger videre utvikling før rutinemessig implementering. Til dags dato er kliniske anvendelser begrenset til ikke-invasiv prenatal testing for føtal aneuploidi og ikke-invasiv påvisning av fosterspesifikke genomiske regioner, for eksempel kjønnsbestemmelse av fosteret eller føtal RHD-genotyping, eller nyere de novo-mutasjoner som kan mistenkes etter ekkografiske funn, som akondroplasi. Likevel er NIPD av mors-arvede monogene sykdommer fortsatt utfordrende, for fosterallelen er skjult innenfor en stor mengde identiske morssekvenser. Noen publikasjoner rapporterer vellykket NIPD av mors-arvede monogene sykdommer, men bare på kasusrapporter eller små kohorter, uten en standardisert protokoll og kontroll av statistiske risikoer.

I denne studien tar vi sikte på:

• å utvikle en ny ikke-invasiv tilnærming til prenatal diagnose ved bruk av både direkte og indirekte strategi ved massiv parallell sekvensering,
• å identifisere og karakterisere CFC.

Metoder:

Vi kjøpte nylig Chromium™-teknologien (10XGenomics™). Denne tilnærmingen, som er avhengig av mikrofluidisk-basert koblet-lest sekvensering, tillater direkte haplotype-fase fra lange input-DNA-molekyler, i dette tilfellet parental genomisk DNA. Det er derfor mulig å identifisere den mutantkoblede haplotypen for hver forelder og utlede fosterstatus med samtidig plasma-DNA-analyse.

Vi planlegger å inkludere par med risiko for å overføre cystisk fibrose, under genetisk veiledning for prenatal diagnose (PND). Ikke-invasiv analyse vil bli utført samtidig med konvensjonell PND, som vil bli utført på invasiv fosterprøve. Etter sekvensering vil vi bruke en ny analysealgoritme som tillater streng kontroll av statistisk risiko.

Videre planlegger vi å bruke Chromium Single Cell Solution (10XGenomics™) for å isolere CFC. Denne tilnærmingen tillater analyse av enkeltcelle-genuttrykk fra tusenvis av celler i en prøve.

Forventede resultater:

I denne første studien ønsker vi å inkludere 20 par i løpet av 12 måneder, som vil representere den største kohorten publisert til dags dato.

Vi tar sikte på å vurdere gjennomførbarheten av denne nye lovende teknologien for universell haplotyping ved koblet-lest sekvensering i sammenheng med NIPD av monogene sykdommer, når det gjelder resultatnøyaktighet så vel som analysetid og tekniske kostnader. Denne enkle protokollen åpner perspektiver for en førsteintensjons ikke-invasiv tilnærming til prenatal diagnose av familiære monogene sykdommer.

Single Cell Solution vil også gjøre oss i stand til å differensiere celletypene som sirkulerer i mors blod, og å identifisere molekylære markører for å isolere CFC.