Неинвазивная пренатальная диагностика моногенных заболеваний с помощью технологии Linked-reads (NID)

Цели:

Описание внеклеточной фетальной ДНК в материнской плазме открыло возможность неинвазивного подхода к пренатальной диагностике (Non Invasive Prenatal Diagnosis, NIPD). Однако лишь небольшая часть всей бесклеточной ДНК имеет фетальное происхождение, и ее изучение расширилось только недавно с развитием новых технологий, таких как цифровая ПЦР и массивно-параллельное секвенирование.

Циркулирующие фетальные клетки (CFC) представляют собой многообещающий подход, но требуют дальнейшей разработки перед рутинным внедрением. На сегодняшний день клинические применения ограничены неинвазивным пренатальным тестированием на анеуплоидию плода и неинвазивным обнаружением специфических для плода геномных областей, например определение пола плода или генотипирование RHD плода или, в последнее время, мутации de novo, которые можно заподозрить после эхографических данных, таких как ахондроплазия. Тем не менее, NIPD моногенных заболеваний, наследуемых от матери, остается сложной задачей, поскольку фетальный аллель скрыт в большом количестве идентичных материнских последовательностей. В некоторых публикациях сообщается об успешном NIPD моногенных заболеваний, наследуемых от матери, но только в отчетах о случаях или небольших когортах, без стандартизированного протокола и контроля статистических рисков.

В этом исследовании мы стремимся:

• разработать новый неинвазивный подход к пренатальной диагностике с использованием как прямой, так и непрямой стратегии с помощью массивно-параллельного секвенирования,
• идентифицировать и охарактеризовать CFC.

Методы:

Недавно мы приобрели технологию Chromium™ (10XGenomics™). Этот подход, основанный на микрофлюидном секвенировании связанных прочтений, позволяет проводить прямое определение фаз гаплотипов из длинных входных молекул ДНК, в данном случае родительской геномной ДНК. Таким образом, можно идентифицировать гаплотип, связанный с мутацией, для каждого родителя и определить состояние плода с помощью сопутствующего анализа ДНК плазмы.

Мы планируем включить пары, подверженные риску передачи муковисцидоза, во время генетического консультирования по пренатальной диагностике (PND). Неинвазивный анализ будет проводиться одновременно с традиционным PND, который будет выполняться на инвазивном образце плода. После секвенирования мы будем использовать новый алгоритм анализа, позволяющий строго контролировать статистический риск.

Кроме того, мы планируем использовать раствор Chromium Single Cell Solution (10XGenomics™) для выделения CFC. Этот подход позволяет анализировать экспрессию гена одной клетки из тысяч клеток в образце.

Ожидаемые результаты:

В это первое исследование мы хотим включить 20 пар в течение 12 месяцев, что будет представлять собой самую большую когорту, опубликованную на сегодняшний день.

Мы стремимся оценить осуществимость этой новой многообещающей технологии универсального гаплотипирования путем секвенирования связанных прочтений в контексте NIPD моногенных заболеваний с точки зрения точности результатов, а также времени анализа и технических затрат. Этот простой протокол открывает перспективы для первого неинвазивного подхода к пренатальной диагностике семейных моногенных заболеваний.

Решение для отдельных клеток также позволит нам дифференцировать типы клеток, циркулирующих в материнской крови, и идентифицировать молекулярные маркеры для выделения CFC.