Noua unealtă FUSILLI îmbunătățește detectarea fuziunilor genice în leucemia pediatrică
Cercetătorii au dezvoltat o metodă de diagnosticare inovatoare care poate detecta cu o sensibilitate mai mare fuziunile genice în leucemia limfoblastică acută de tip B (B-ALL), cel mai frecvent tip de cancer pediatric, în comparație cu alți algoritmi de detectare a fuziunilor disponibile public.
Articolul, publicat în The Journal of Molecular Diagnostics, editat de Elsevier, prezintă un instrument care permite obținerea unor rezultate diagnostice superioare din secvențierea cu acoperire redusă și costuri scăzute.
Tratamentul actual pentru B-ALL este clasificat în funcție de nivelurile de risc, care depind de vârstă, numărul de celule albe din sânge, răspunsul la terapie, starea sistemului nervos central și subtipul genomic. Leucemia pediatrică B-ALL este determinată în principal de anomalii cromozomiale sau variante structurale, care generează oncogene de fuziune ce determină creșterea și multiplicarea celulelor canceroase. Diagnosticul subtipurilor genice B-ALL este esențial pentru un tratament adecvat stratificat în funcție de risc.
Algoritmul inovator, denumit FUSILLI (FUSions In Leukemia for Long-read sequencing Investigator), a fost creat pentru a detecta aceste gene de fuziune. Acesta utilizează tehnologia de secvențiere pe lungimi mari de la Oxford Nanopore Technologies (ONT), care analizează fragmente mai mari de ADN și ARN, fiind mai ușor de implementat în diverse contexte de resurse, comparativ cu tehnologia de secvențiere pe lungimi scurte.
Cercetătorii care au realizat acest nou instrument au demonstrat anterior utilizarea secvențierii de ARN cu nanopore pentru clasificarea B-ALL. Acum, metoda sensibilă și precisă de detectare a subtipurilor de fuziune genică prezentată în FUSILLI acoperă o lacună critică în utilizarea acestor date pentru detectarea clinică a fuziunilor.
„Secvențierea pe lungimi mari, și în special secvențierea cu nanopore, reprezintă o nouă eră a secvențierii comparativ cu abordările convenționale de secvențiere pe lungimi scurte. Aceasta există de aproximativ un deceniu, dar acum devine suficient de matură pentru aplicații clinice,” afirmă investigatorul principal Jeremy R. Wang, Departamentul de Genetică, Departamentul de Patologie și Medicină de Laborator, și Lineberger Comprehensive Cancer Center, School of Medicine, University of North Carolina at Chapel Hill.
Comparativ cu secvențierea tradițională pe lungimi scurte, secvențierea cu nanopore are costuri de capital și consumabile semnificativ mai mici și un timp de răspuns mult mai rapid, fiind deosebit de avantajoasă în setările de diagnostic cu resurse limitate. Cercetarea noastră se bazează pe această tehnologie pentru a demonstra potențialul diagnosticării subtipurilor genice ale cancerelor pediatrice, care sunt în mod tradițional rezolvate prin mai multe teste care necesită expertiză și resurse intensive.
Investigarea a adoptat o abordare supervizată în ceea ce privește parametrii de filtrare necesari pentru a detecta adevăratele fuziuni genice B-ALL în comparație cu rezultatele obținute din testarea clinică. Pentru detectarea fuziunilor genice, pot exista false pozitive cauzate atât de artefacte tehnice, cât și de cele computaționale.
„Din experiența noastră, am observat chimere de secvențiere (secvențe de ADN artificiale create în timpul procesului de secvențiere), producând citiri lungi care seamănă cu adevărate fuziuni genice. Acestea sunt evenimente rare. Cu filtrarea atentă și o adâncime suficientă de secvențiere, putem discrimina aceste cazuri de adevăratele fuziuni genice B-ALL susținute de un minim de două citiri,” explică Dr. Wang.
Studiul a stabilit, de asemenea, o limită de detectare, descoperind că sunt necesare aproximativ 10 milioane de citiri pe probă pentru a detecta fiabil fuziunile B-ALL folosind această abordare.
În plus, cercetătorii au comparat rezultatele cu cele ale altor detectoare de fuziuni disponibile public (cu parametri default) și au demonstrat o sensibilitate superioară fără o pierdere semnificativă a specificității pentru evenimentele de fuziune cu relevanță clinică. De asemenea, deoarece au limitat datele la fuziunile genice B-ALL relevante clinic, cercetătorii au obținut un spațiu de căutare mult mai mic și timpi de calcul mai rapizi.
În timp ce fuziunile primare care conduc leucemia sunt cele mai frecvent detectate în majoritatea cazurilor, echipa a observat un număr neașteptat de modificări secundare sugestive în datele cohortelor. „De exemplu, observăm PAX5::ZCCHC7 în mai multe cazuri, care este o modificare secundară cunoscută, dar relevanța sa clinică este mai puțin cunoscută. O mai bună înțelegere a acestor evenimente genice mai puțin cunoscute, care nu sunt bine capturate de instrumentele de diagnostic existente, are potențialul de a îmbunătăți și mai mult stratificarea riscului și medicina personalizată.”
Dr. Wang concluzionează: „Prin dezvoltarea FUSILLI, demonstrăm potențialul utilizării unei singure metode de secvențiere cu costuri scăzute pentru diagnosticarea subtipurilor de fuziune genică în B-ALL, cu un timp de răspuns mai rapid. Subtiparea genomică modernă în B-ALL pediatric informează stratificarea riscului și terapia țintită, îmbunătățind rata de răspuns la tratament și reducând toxicitatea asociată tratamentului.”
