Новый подход к диагностике генетических заболеваний с помощью секвенирования РНК увеличивает урожайность | Советы девушкам

В мире редких генетических заболеваний экзом и секвенирование генома – два мощных инструмента, используемых для постановки диагноза. Недавнее дополнение к набору инструментов, секвенирование РНК, было продемонстрировано, чтобы помочь исследователям сузить количество вариантов-кандидатов на заболевание, идентифицированных первыми при секвенировании экзома и генома. Новое исследование Медицинского колледжа Бейлора показывает, что начало генетического анализа с секвенирования РНК может еще больше повысить диагностическую эффективность. Результаты опубликованы в Журнале клинических исследований.

Бейлор был лидером в разработке клинических приложений секвенирования экзома и генома , методики, которая сейчас используется в клиниках по всему миру. Исследователи из Сети недиагностированных заболеваний (UDN) Национального института здоровья (NIH) успешно использовали секвенирование экзома и генома, чтобы повысить диагностическую частоту редких генетических заболеваний примерно до 35%.

«Это впечатляет, потому что эти случаи уже прошли такое обширное исследование», – сказал доктор Брендан Ли, автор-корреспондент исследования и профессор и заведующий кафедрой молекулярной генетики и генетики человека в Бейлоре. «Уровень диагностики 35% – это здорово, но, к сожалению, это означает, что еще 65% остаются недиагностированными».

У секвенирования экзома и генома есть ограничения. За прошедшие годы ученые идентифицировали около 4000 болезнетворных генов и 7000 ассоциированных различных клинических заболеваний, но относительно мало известно о примерно 16000 других генах в геноме. Кроме того, кодирует только около 1-2% генома, что означает, что он транслируется в РНК и белки. Возможности исследователей интерпретировать генетические изменения в некодирующих областях генома ограничены.

«Когда экзом и геном пациента секвенируются, мы интерпретируем результаты и составляем список генных мутаций, которые могут вызвать заболевание», – сказал Ли, заведующий кафедрой молекулярной генетики и генетики человека Роберта и Дженис Макнейр в Baylor. «Часто мы не можем определить определенный эффект для многих мутаций ДНК, потому что информации недостаточно».

Чтобы помочь в интерпретации секвенирования экзома и генома, UDN все чаще обращается к секвенированию РНК. В то время как секвенирование экзома и генома выявляет генетические изменения в ДНК, секвенирование РНК может выявить эффекты этих изменений, например, если ген имеет более низкую экспрессию, чем ожидалось. Секвенирование РНК также может рассказать нам об эффектах некодирующих изменений, что очень важно при переходе от секвенирования экзома к секвенированию генома.

Пробуем новый подход

Секвенирование РНК использовалось в качестве вторичного инструмента для определения приоритетности генов-кандидатов болезней, идентифицированных с помощью секвенирования экзома и генома, и было показано, что оно увеличивает диагностическую ценность в различной степени. Команда Бэйлора хотела попробовать другой подход к случаям UDN. Используя новый конвейер, разработанный совместно с коллегами в Германии, они начали с секвенирования РНК, чтобы сначала выявить уникальные различия в экспрессии генов и сплайсинге. Затем исследователи могли проследить проблему до соответствующего генетического изменения в экзоме и данных секвенирования генома.

«Эта стратегия действительно меняет наш обычный подход к делу, глядя на конечный результат в РНК и работая в обратном направлении, чтобы найти причину в экзоме или геноме. Она позволяет биологии сказать нам, где искать, чтобы поставить диагноз», – сказал Доктор Дэвид Мердок, ведущий автор исследования и доцент кафедры молекулярной генетики и генетики человека в Baylor.

«Мы обнаружили, что первый подход к секвенированию РНК оказался чрезвычайно эффективным», – сказал Ли. «Он смог очень быстро указать на ген, на который мы должны обратить внимание. Более того, он делал это в тех случаях, когда мы не смогли бы идентифицировать ген-кандидат болезни, используя только экзом и секвенирование генома. Если бы мы использовали старый и сгенерировал список приоритетных кандидатов, эти генные мутации даже не попали бы в список приоритетов ».

Повышенная диагностическая ценность

Команда обнаружила, что при секвенировании экзома и генома иногда пропускались небольшие делеции в генах. Однако данные секвенирования РНК показали, что эти делеции могут сильно влиять на экспрессию генов. Секвенирование РНК также выявило изменения в экспрессии и сплайсинге, вызванные вариантами в некодирующих областях, которые не были бы отмечены при регулярном секвенировании экзома и генома.

«Мы видим множество изменений в некодируемой области, и нет никакого способа узнать, важны ли они», – сказал Ли. «Но секвенирование РНК покажет 80% снижение экспрессии, связанной с этим геном, и тогда мы сможем определить причинность этого некодирующего варианта».

Исследование Бэйлора показало, что начало с секвенирования РНК может увеличить диагностический результат на 17% по сравнению с традиционным подходом к секвенированию экзома и генома, доведя их общий уровень диагностики примерно до 50%. В рамках исследования исследователи проанализировали как клетки кожи, так и клетки крови и обнаружили, что клетки кожи более информативны при диагностике из-за их однородной природы и лучшей экспрессии генов.

«Я считаю, что секвенирование РНК с помощью этого подхода в конечном итоге станет стандартной практикой, особенно по мере того, как мы все больше переходим от экзома к секвенированию генома. Это позволяет нам диагностировать гораздо больше пациентов и дает семьям ответ, который они искали», – сказал Мердок.

«Диагноз – это не одно и то же. Он предполагает разную степень достоверности», – сказал Ли. «Доступность этого инструмента изменит уровень уверенности, улучшит диагностическую ценность и повысит уверенность в этом диагнозе».

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

пятнадцать − 14 =