Secvențierea de tip „long-read” ar putea revoluționa diagnosticul genetic al bolilor rare

Un studiu recent publicat în The American Journal of Human Genetics demonstrează potențialul secvențierii de tip „long-read” în transformarea diagnosticului bolilor genetice rare. Cercetătorii conduși de Christian Gilissen și Lisenka Vissers de la Radboud University Medical Center au arătat că această tehnologie avansată poate detecta peste 90% dintre variantele genetice complexe care erau dificil de identificat folosind metodele tradiționale de secvențiere de tip „short-read”.

Cauzele genetice ale bolilor rare

Bolile rare sunt adesea cauzate de mutații genetice, ceea ce face ca secvențierea genomului să fie o unealtă esențială pentru diagnostic. Aceasta presupune analiza întregului genom uman, care conține peste trei miliarde de perechi de baze.

În mod tradițional, secvențierea genomului utilizează tehnologia short-read, care fragmentează ADN-ul în segmente mici, de aproximativ 300 de baze, pentru a le analiza. Aceste fragmente sunt reasamblate ulterior pentru a reconstrui genomul complet. Totuși, această metodă are limitări semnificative în identificarea unor regiuni specifice:

• Secvențe repetitive de ADN: Regiunile lungi și identice sunt dificil de poziționat corect.
• Variante structurale: Delețiile, inserțiile sau rearanjamentele majore sunt greu de detectat folosind „short-reads”.

Tehnologia long-read – un pas înainte

Progresele recente în tehnologia de secvențiere de tip „long-read”, precum secvențierea PacBio HiFi, au depășit multe dintre limitările „short-read”. Aceasta permite analiza fragmentelor de ADN de până la 20.000 de baze, oferind o precizie mai mare în detectarea variantelor genetice complexe.

Inițial, tehnologia „long-read” era mai puțin precisă și foarte costisitoare. Însă, îmbunătățirile recente au crescut fiabilitatea și au redus costurile, ceea ce i-a determinat pe cercetători să-i exploreze aplicabilitatea clinică.

Desfășurarea studiului

Echipa de cercetători a analizat 100 de mostre genetice dificile, investigate anterior prin metode de „short-read” combinate cu teste suplimentare. Scopul lor a fost să determine dacă tehnologia „long-read” poate înlocui aceste metode multiple.

Rezultatele principale

• Rată îmbunătățită de detecție:

  • Tehnologia „long-read” a identificat cauzele genetice în 83% dintre cazuri la prima analiză.
  • Alte 10% dintre cauze au fost detectate la o examinare mai aprofundată, ridicând rata totală de detecție la 93%.

• Avantajele mapării metilării:

  • Secvențierea „long-read” poate detecta direct metilarea, un proces prin care genele sunt activate sau dezactivate prin modificări chimice ale ADN-ului.
  • Într-un caz, tehnologia a identificat o situație complexă în care pacientul a moștenit doi gene inactive de la mamă și niciuna de la tată, cauzând o boală rară.

• Simplificarea procesului diagnostic:

  • Tehnologia „long-read” elimină necesitatea testelor suplimentare, oferind o soluție completă pentru diagnosticarea bolilor rare.

Viitorul secvențierii long-read în practica clinică

Rezultatele subliniază potențialul tehnologiei „long-read” de a deveni metoda preferată pentru diagnosticarea bolilor genetice rare. Pe măsură ce costurile continuă să scadă, această abordare ar putea:

• Crește precizia diagnosticului.
• Simplifica fluxurile de lucru, înlocuind protocoalele multiple cu un singur test.
• Permite detectarea variantelor genetice complexe care au fost greu de identificat anterior.

Provocări și pași următori

Deși tehnologia „long-read” promite multe beneficii, cercetătorii recunosc că există încă aspecte ce necesită îmbunătățiri:

• 7% dintre cazuri au rămas nedetectate, indicând necesitatea unor optimizări suplimentare.
• Studiul s-a concentrat pe cazuri dificile; cauzele genetice mai simple sunt probabil detectate cu o rată și mai mare.

Implicații pentru sistemul de sănătate

Pe măsură ce secvențierea „long-read” devine mai accesibilă, adoptarea sa în clinică ar putea reduce întârzierile în diagnosticare, permite tratamente personalizate și îmbunătăți rezultatele pentru pacienții cu boli rare.

Concluzie

Secvențierea „long-read” reprezintă un progres revoluționar în medicina genomică, oferind o acuratețe fără precedent și capacitatea de a detecta variante genetice complexe. Cu inovații continue, aceasta este pregătită să redefinească diagnosticul bolilor rare, marcând un pas important înainte în medicina personalizată.