Нанопоровое секвенирование позволяет быстро и точно диагностировать редкие генетические нарушения

Прочитано: 34 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Используя нанопоровое секвенирование, инструмент быстрого цитогенетического анализа третьего поколения, исследователи теперь могут точно выявлять специфические геномные нарушения за долю времени, которое требуется для проведения традиционного и молекулярного цитогенетического тестирования. Это облегчает раннюю диагностику генетических нарушений и ускоряет соответствующее клиническое ведение пациентов и их семей. Их работа опубликована в The Journal of Molecular Diagnostics.

Нанопоровое секвенирование — это масштабируемая технология секвенирования третьего поколения, которая позволяет проводить прямой анализ длинных фрагментов ДНК или РНК в режиме реального времени. Среди широкого спектра возможных применений он оказался эффективным для определения вариантов номера копии (CNV). CNV представляют собой дополнительные или отсутствующие копии генетического материала в хромосомах , и они лежат в основе многих неврологических, психических и пороков развития. Обычно CNV исследуют с помощью цитогеномных методов со значительными ограничениями с точки зрения разрешения и времени выполнения.

«Традиционная цитогенетика и анализ хромосомных микрочипов по-прежнему являются золотым стандартом для обнаружения больших и малых CNV соответственно, а секвенирование второго поколения, разработанное для различных генетических изменений, было адаптировано для выявления CNV», — пояснил ведущий исследователь Альберто Маги, доктор философии. доктор философии, кафедра информационной инженерии, Флорентийский университет, Флоренция; и Институт биомедицинских технологий, Национальный исследовательский совет, Сеграте, Милан, Италия. «Но поскольку они медленные, дорогие и часто безрезультатные, пациентам проводят последовательные генетические тесты до тех пор, пока не будет окончательно определена основная генетическая причина. Это может привести к неделям или даже месяцам диагностической неопределенности. , долгосрочное секвенирование нанопор, может ускорить этот процесс».

Секвенирование нанопор с длительным считыванием может разрешить как высоко гомологичные, так и повторяющиеся геномные области, улучшая обнаружение и картирование CNV. Технологии Nanopore просты в использовании и позволяют завершить цикл секвенирования за 24–48 часов. У них есть дополнительное преимущество, позволяющее анализировать данные в режиме реального времени во время процесса секвенирования, что может значительно сократить время обнаружения. Этот эффективный диагностический инструмент подходит для широкого использования в генетических лабораториях.

Исследователи протестировали образцы ДНК семи пациентов с ранее выявленными CNV разного размера и степени мозаичности (т. е. CNV присутствовал не во всех клетках организма, а в их части). Образцы были проанализированы с использованием технологии секвенирования нанопор с длительным считыванием Nano-GLADIATOR. Он использовался в онлайн-режиме для анализа прочтений в реальном времени в несколько моментов времени от 30 минут до 48 часов и в автономном режиме для оценки разрешения полных прогонов нанопор для геномных изменений разных размеров. Время от образца до результата сравнивали с современной сравнительной геномной гибридизацией на основе массивов (aCGH). Исследователи также оценили чувствительность и специфичность секвенирования нанопор для идентификации патогенных малых CNV.

Исследование показало, что диагноз более крупных хромосомных изменений можно поставить за один день, в то время как время обработки для более мелких CNV оценивается в два дня. Это представляет собой постоянное улучшение по сравнению с обычными диагностическими тестами на CNV, при этом расчетное время сообщения составляет от трех до 15 дней.

Кроме того, нанопоровое секвенирование может идентифицировать мозаичные CNV с более высокой чувствительностью, чем aCGH. Фактически, он диагностировал мозаичную CNV в образце пациента, который не был обнаружен диагностическими алгоритмами aCGH.

«Патогенные мозаичные структурные варианты были выявлены примерно у 0,3–0,77% пациентов с нарушениями развития », — соисследователи Томмазо Пиппуччи, доктор философии, и Памела Магини, доктор философии, UO Genetica Medica, IRCCS Azienda Ospedaliero. — Universitaria di Bologna, Болонья, Италия, наблюдал. «Поскольку чувствительность существующих методов выявления мозаицизма у CNV ограничена, частота может быть недооценена. Более того, мозаицизм может быть пропущен у родителей детей с патогенными CNV de novo, что приводит к неточным рекомендациям по риску рецидива и неправильному ведению будущих беременностей. »

«В последние десятилетия медицинская генетика произвела революцию благодаря стремительным технологическим инновациям. Секвенирование с помощью нанопор идеально вписывается в эту биомедицинскую революцию, улучшая обнаружение класса геномных изменений, которые упускались из виду по техническим причинам», — добавила соавтор исследования Алессандра Мингрино. доктор философии и Барбара Гега, бакалавр наук, кафедра экспериментальной и клинической медицины Флорентийского университета, Флоренция, Италия. «Внедрение быстрых технологий может значительно сократить техническое время и значительно улучшить диагностику геномных нарушений, вызванных хромосомными изменениями».

Нанопоровое секвенирование позволяет быстро и точно диагностировать редкие генетические нарушения



Новости партнеров