На пути к быстрой и комплексной генетической диагностике рака у детей с помощью адаптивного секвенирования

Что, если бы один тест мог бы одновременно способствовать диагностике, характеристике и лечению детского рака, одновременно помогая избежать токсичного или потенциально ненужного лечения?

Это смелая задача, которую взяла на себя Мета-платформа интегрированной геномики (MPGI) под научным руководством доктора Винсента-Филиппа Лавалле, гематолога и клинициста-исследователя из CHU Сент-Жюстин и профессора кафедры педиатрии Университета Монреаля. Команда представляет новый подход к полногеномному секвенированию, сочетающий в себе скорость, точность и доступность.

Используя технологии Oxford Nanopore и адаптивный отбор проб, команда теперь может обнаруживать широкий спектр генетических и эпигенетических аномалий менее чем за 24 часа, а некоторые даже менее чем за час. Эта платформа открывает путь к ускоренному принятию клинических решений в контексте, когда каждый час имеет значение для начала правильного лечения.

Проблема диагностики в детской онкологии: длительные и дорогостоящие анализы

Детский рак, будь то лейкемия или солидные опухоличасто вызываются сложными генетическими изменениями: мутациями, слияниями генов и даже эпигенетические модификации например, метилирование, которое может деактивировать определенные гены. Диагностика в настоящее время основывается на серии отдельных тестов, которые являются длительными, дорогостоящими и требуют значительного количества биологического материала, такого как кровь, костный мозг или опухолевая ткань, сбор которого у детей затруднен и ограничен.

Научная группа предлагает инновационное решение: полногеномное секвенирование с адаптивным отбором проб. В отличие от традиционных методов, этот подход напрямую считывает нативную ДНК в том виде, в каком она существует в клетках пациента, без модификации или амплификации, при этом в режиме реального времени нацеливаясь на наиболее важные области для анализа рака.

Используя один биологический образец, машина «учится» распознавать интересующие области и предпочтительно секвенировать их, сохраняя при этом полное представление о геноме. Результатом является одновременное обнаружение всех клинически значимых аномалий, в том числе тех, которые были пропущены традиционными тестами.

Хромосомные аномалии обнаружены за один час

Проект доктора Лавалле, основанный на платформе Azrieli в области прецизионного педиатрического здравоохранения, был разработан в рамках MPGI, технологической среды, посвященной геномным инновациям. Исследование позволило провести полный анализ 31 изученного образца менее чем за пять дней. Результаты впечатляют: 95% клинически выявленных слияний генов и 94% мутаций были успешно обнаружены.

«Этот подход обеспечивает большую гибкость: вы просто обучаете машину распознавать новые интересующие гены без необходимости изменять лабораторный протокол», — объясняет доктор Лавалле.

Одним из основных преимуществ этого подхода является его способность генерировать действенные результаты на разных этапах секвенирования. В течение первого часа уже можно обнаружить некоторые аномалии, такие как крупные хромосомные изменения или профили метилирования. Затем, слияние генов и клональные мутации становятся идентифицируемыми, что обеспечивает более быстрое и потенциально более эффективное терапевтическое руководство. Эта прогрессивная динамика обеспечивает ценную гибкость клиническим командам, которые могут адаптировать свои решения в режиме реального времени.

Хотя разработан для детская онкологияЭтот метод применим и к другим областям, таким как редкие заболевания или рак у взрослых. Его можно применять к различным типам проб (кровь, костный мозгбиопсия).

«Если следующие шаги подтвердят эти результаты, этот метод может быть перенесен в клинические условия в ближайшие годы, что глубоко изменит диагностическую практику в детской онкологии и за ее пределами», — заключил доктор Лавалле.