Преимущества высокопроизводительного геномного секвенирования с длительным считыванием для причинной диагностики мозжечковых атаксий (ALICA)

Мозжечковые атаксии представляют собой группу редких неврологических заболеваний, клинически и генетически гетерогенных, с несколькими сотнями генов и заболеваний, известных на сегодняшний день. За последнее десятилетие в их диагностике произошла революция благодаря развитию технологий высокопроизводительного секвенирования, таких как секвенирование экзома/генома (ES/GS), что позволило поставить молекулярный диагноз растущему числу пациентов. Однако почти 40% пациентов остаются без молекулярного диагноза, что поднимает вопросы об ограничениях технологий секвенирования, основанных на методе, известном как короткое чтение. Одним из ограничений короткого чтения является его плохая способность обнаруживать повторяющиеся расширения мотивов, частый механизм в неврологии и связанный с более чем тридцатью нейрогенетическими заболеваниями. Хотя инструменты для анализа данных ES/GS постепенно разрабатывались в ответ на эту проблему, их эффективность и надежность остаются умеренными. На сегодняшний день золотым стандартом обнаружения этих расширений остаются целевые подходы, такие как ПЦР и Саузерн-блоттинг, которые представляют собой длительные, утомительные и дорогостоящие процессы, требующие независимого поиска каждого расширения, вынуждающие клиницистов выбирать расширения и ограничивающие диагностическую эффективность. Кроме того, существуют заболевания, связанные с расширениями, настолько редкие, что ни одна французская лаборатория не предлагает диагностический тест.

Недавняя разработка длиннофрагментного секвенирования генома (long-read - lrGS) может обеспечить решение всех этих проблем. Эти технологии основаны на процессе секвенирования, в ходе которого ДНК сохраняется в виде крупных молекул, состоящих из нескольких десятков тысяч оснований. Таким образом, участки генома, содержащие расширения, можно изучать непосредственно целиком, избегая трудностей реконструкции из небольших фрагментов, что имеет место при секвенировании короткого чтения. Кроме того, lrGS может характеризовать размер повторяющихся мотивов и, таким образом, обнаруживать любое причинное расширение у человека за один анализ.

Ряд недавно опубликованных исследований, особенно в неврологии, продемонстрировали способность lrGS обнаруживать патологии с известными расширениями (SCA36, C9ORF72), а также обнаруживать новые и, таким образом, объяснять молекулярную основу редких патологий (SCA27b, NOTCH2NLC). Хотя эти технологии секвенирования существуют уже несколько лет, доступ к ним по-прежнему ограничен исследовательской работой и ограничен их более высокой стоимостью.

Их ценность как диагностического инструмента второй линии еще предстоит продемонстрировать. Исследователи предлагают оценить осуществимость и диагностическую эффективность Oxford Nanopore lrGS в дуэте или трио (пациенты + 1 или 2 родственника первой линии) у пациентов с мозжечковой атаксией без молекулярной диагностики после короткого считывания GS. Это будет первое исследование, в котором данная методика lrGS будет перенесена на вторую линию в реальных условиях для причинно-генетической диагностики мозжечковой атаксии.