Os benefícios do sequenciamento genômico de leitura longa e alto rendimento para o diagnóstico causal de ataxias cerebelares (ALICA)

As ataxias cerebelares são um grupo de doenças neurológicas raras que são clínica e geneticamente heterogêneas, com várias centenas de genes e doenças conhecidas até o momento. Na última década, o seu diagnóstico foi revolucionado pelo desenvolvimento de tecnologias de sequenciação de alto rendimento, como a sequenciação do exoma/genoma (ES/GS), tornando possível a obtenção de um diagnóstico molecular num número crescente de pacientes. No entanto, quase 40% dos pacientes permanecem sem diagnóstico molecular, levantando questões sobre as limitações das tecnologias de sequenciamento baseadas em uma técnica conhecida como short-read. Uma limitação da leitura curta é a sua fraca capacidade de detectar expansões repetidas de motivos, um mecanismo frequente em neurologia e associado a mais de trinta doenças neurogenéticas. Embora as ferramentas para análise de dados ES/GS tenham sido gradualmente desenvolvidas em resposta a este problema, a sua eficácia e fiabilidade permanecem moderadas. Até o momento, o padrão ouro para detectar essas expansões continua sendo abordagens direcionadas, como PCR e Southern blot, que são processos longos, tediosos e dispendiosos que exigem uma busca independente para cada expansão, forçando os médicos a selecionar expansões e limitando o rendimento diagnóstico. Além disso, existem doenças associadas às expansões tão raras que nenhum laboratório francês oferece um teste diagnóstico.

O recente desenvolvimento do sequenciamento do genoma de fragmentos longos (long-read - lrGS) poderia fornecer uma solução para todos esses problemas. Estas tecnologias baseiam-se num processo de sequenciação durante o qual o ADN é preservado sob a forma de grandes moléculas de várias dezenas de milhares de bases. Regiões do genoma contendo expansões podem, portanto, ser estudadas diretamente na sua totalidade, evitando as dificuldades de reconstrução a partir de pequenos fragmentos, como é o caso do sequenciamento de leitura curta. Além disso, o lrGS pode caracterizar o tamanho de motivos repetidos e, assim, detectar qualquer expansão causal num indivíduo numa única análise.

Vários estudos publicados recentemente, particularmente em neurologia, demonstraram a capacidade do lrGS em detectar patologias com expansões conhecidas (SCA36, C9ORF72), mas também em descobrir novas e assim explicar a base molecular de patologias raras (SCA27b, NOTCH2NLC). Embora estas tecnologias de sequenciação já existam há vários anos, o acesso ainda é restrito ao trabalho de investigação e é limitado pelo seu custo mais elevado.

O seu valor como ferramenta de diagnóstico de segunda linha ainda não foi demonstrado. Os investigadores propõem avaliar a viabilidade e o rendimento diagnóstico de Oxford Nanopore lrGS em duo ou trio (pacientes + 1 ou 2 parentes de primeiro grau) em pacientes com ataxia cerebelar sem diagnóstico molecular após GS de leitura curta. Este será o primeiro estudo a transferir esta técnica lrGS para a segunda linha, em condições da vida real, para o diagnóstico genético causal da ataxia cerebelar.