Идентификация конкретных слияний генов имеет решающее значение для успешного таргетного лечения педиатрических больных раком. Исследователи из Детской больницы Лос-Анджелеса разработали новый анализ, который автоматически объединяет данные от нескольких инструментов идентификации слияний (вызывающих абонентов) и эффективно и точно идентифицирует клинически значимые слияния генов в педиатрических опухолях.
Их результаты опубликованы в Журнале Молекулярной Диагностики .
Слияние генов — важный класс изменений, вызывающих рак, которые возникают при соединении частей двух разных генов. Многочисленные слияния генов были выявлены при различных типах рака, особенно при злокачественных опухолях у детей. Например, слитый ген PAX3-FOXO1 обнаружен при альвеолярной рабдомиосаркоме, но не в эмбриональной рабдомиосаркоме.
Целевое тестирование интересующих слияний генов на уровне ДНК или РНК в настоящее время используется в клинической практике, поскольку оно имеет диагностическое, прогностическое и терапевтическое значение.
Ведущий исследователь Джонатан Бакли, доктор медицинских наук, Центр персонализированной медицины, отделение патологии и лабораторной медицины, Детская больница Лос-Анджелеса; и Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии поясняют: «Точная идентификация слияний генов в педиатрических опухолях имеет решающее значение для установления диагноза и определения оптимального лечения».
«К сожалению, ведущие программные пакеты для вызова слияний, основанные на геномном анализе опухолевой ткани, дают множество ложноположительных результатов и/или слияний, не имеющих клинического значения, и они существенно различаются наборами вызываемых слияний. Поэтому существует острая необходимость для инструмента, который поможет клиническому молекулярному генетику фильтровать и расставлять приоритеты вызовов слияния, чтобы максимизировать эффективность и точность».
Доктор Бакли и его коллеги разработали, протестировали и утвердили новый метод секвенирования РНК на основе захвата экзома (RNAseq). Они использовали набор для захвата комплексного экзома Twist Bioscience с РНК из свежих, замороженных или фиксированных формалином образцов от пациентов с детскими гематологическими злокачественными новообразованиями и солидными опухолями, а также анализ обнаружения слияния генов, в котором используются четыре вызывающих слияния (Arriba, FusionCatcher, STAR-Fusion, и Драген).
Новая платформа биоинформатики обнаруживает слияния, определяет их приоритетность и индивидуально курирует последующие процессы для достижения консенсуса с высокой точностью и эффективностью.
Хотя четыре пакета программного обеспечения для вызова слияний широко используются, их результаты обычно включают большое количество ложноположительных вызовов и/или идентификацию слияний, не имеющих клинического значения. Это представляет собой серьезную проблему в клинической отчетности, как с точки зрения эффективности, так и точности.
Исследователи сначала были удивлены, отметив различия между наборами слияний, выявленными четырьмя абонентами, учитывая идентичные процессы обработки данных RNAseq, схожие подходы и одну и ту же конечную цель.
Доктор Бакли отметил: «Мы были приятно удивлены, обнаружив, что интеграция данных от четырех абонентов и применение специальных методов ранжирования, основанных как на геномных данных, так и на справочных источниках (связанных с зарегистрированными слияниями и их компонентными генами), были очень эффективен в выделении ключевых клинических слияний».
Программное обеспечение оказалось очень эффективным в выявлении известных клинически значимых слияний, заняв первое место в 47 из 50 (94%) образцов. Чтобы подчеркнуть полезность нового анализа и показать важность полногеномного и нецелевого метода обнаружения слияния при раке у детей, исследователи представляют результаты трех диагностически сложных случаев.
Существующий анализ секвенирования нового поколения (NGS) на основе ДНК и РНК OncoKids, используемый в центре, не выявил слияния генов-драйверов у этих пациентов. Однако новый метод обнаружил слияния генов, связанных с заболеванием, которые затем были подтверждены другими установленными тестами секвенирования.
Доктор Бакли отметил: «Полный спектр слияний генов, которые действуют как движущие силы онкогенеза в детских опухолях, до сих пор неизвестен. Один ген может сливаться с одним или даже сотнями генов-партнеров с одинаковым общим биологическим эффектом. Полногеномный подход поэтому это необходимо, когда ожидаемые или общие слияния генов не идентифицируются рутинными методологиями».
Старший автор Жаклин А. Бигель, доктор философии из Детской больницы Лос-Анджелеса и Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии, заключила: «Наши исследования показывают, что сочетание подхода, основанного на захвате экзома, для RNAseq и биоинформатической платформы для оптимизации анализа является одновременно надежным и эффективным для точной идентификации слияний патогенных генов в образцах костного мозга, а также в свежих, замороженных и фиксированных формалином образцах тканей педиатрических больных раком».
«Хотя мы проверили это для клинического использования при детских опухолях, эти подходы можно легко распространить на взрослых пациентов с гематологическими злокачественными новообразованиями и солидными опухолями».
