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L'analyse génétique avec de l'ARN que l'ordonnancement peut augmenter la puissance diagnostique, expositions étudient

Dans le monde des maladies génétiques rares, l'exome et le séquençage du génome sont deux puissants outils utilisés pour effectuer un diagnostic. Un ajout récent à l'ensemble d'outils, ARN ordonnançant, a été expliqué pour aider des chercheurs à rétrécir vers le bas des variantes de candidat de la maladie recensées d'abord sur l'exome et le séquençage du génome.

Une étude neuve de l'université de Baylor du médicament trouve que cela commencer l'analyse génétique avec l'ordonnancement d'ARN peut augmenter la puissance diagnostique encore autre. Les résultats sont publiés dans le tourillon de l'investigation clinique.

Baylor a été un chef dans des applications cliniques se développantes d'exome et de séquençage du génome, une technique qui maintenant est employée dans les cliniques mondiales. Les chercheurs aux instituts nationaux du réseau des maladies de non disgnostiqué de la santé (NIH) (UDN) ont avec succès employé l'exome et le séquençage du génome pour augmenter le régime diagnostique des maladies génétiques rares environ à 35%.

« Qui est impressionnant parce que ces cas ont déjà déjà eu une manoeuvre si considérable, » a dit M. Brendan Lee, auteur correspondant sur l'étude et le professeur et présidence de moléculaire et de la génétique humaine chez Baylor. « Le régime 35% diagnostique est grand, mais malheureusement ce le moyen il reste 65% qui restent non disgnostiqué. »

Exome et séquençage du génome ont des limites. Au cours des années, les scientifiques ont recensé environ 4.000 gènes de pathogène et 7.000 ont associé les maladies cliniques distinctes, mais relativement peu sont connus au sujet des approximativement 16.000 autres gènes dans le génome. De plus, seulement environ 1 ou 2% du génome est codage, le signifiant est traduit en ARN et protéines. Des chercheurs sont limités dans leur capacité d'interpréter des altérations génétiques dans les régions noncoding du génome.

Quand l'exome et le génome d'un patient est ordonnancé, nous interprétons les résultats et fournissons une liste de mutations géniques qui pourraient entraîner une maladie. Souvent, nous ne pouvons pas affecter un effet définitif à beaucoup de mutations d'ADN parce qu'il n'y a pas assez d'information. »

Brendan Lee, l'auteur d'étude et le professeur correspondant, le Robert et le Janice McNair ont doté la présidence de moléculaire et la génétique humaine, université de Baylor de médicament

Pour aider à l'évaluation de l'exome et du séquençage du génome, l'UDN a de plus en plus tourné à l'ARN l'ordonnancement. Tandis que l'exome et le séquençage du génome recensent des altérations génétiques de l'ADN, l'ordonnancement d'ARN peut indiquer les effets de ces modifications, par exemple si un gène a l'expression inférieure que prévue. L'ordonnancement d'ARN peut également nous indiquer au sujet des effets de noncoding des modifications, quelque chose qui sont très importantes en tant que nous passage d'exome au séquençage du génome.

Essai d'une approche neuve

L'ordonnancement d'ARN a été employé pendant qu'on a montré un outil secondaire à aider à donner la priorité à des candidats de gène de la maladie recensés avec l'exome et le séquençage du génome, et pour augmenter la puissance diagnostique aux degrés variables.

L'équipe de Baylor a voulu juger une approche différente avec les cas d'UDN. Utilisant un pipeline nouveau développé avec des collaborateurs en Allemagne, ils ont commencé par de l'ARN ordonnançant à d'abord recensent de seules différences dans l'expression du gène et l'épissure. Les chercheurs pourraient alors tracer le problème de nouveau à une altération génétique correspondante dans les caractéristiques d'exome et de séquençage du génome.

« Cette stratégie renverse réellement la voie que nous approchons normalement un cas, regardant le résultat final dans l'ARN et fonctionnant en arrière pour trouver la cause dans l'exome ou le génome. Elle permet à la biologie de nous indiquer qu'où examiner pour effectuer un diagnostic, » a indiqué M. David Murdock, auteur important de l'étude et professeur adjoint de moléculaire et de la génétique humaine chez Baylor.

« Nous avons trouvé que ce l'ARN ordonnançant la première approche était extrêmement puissant, » Lee a dit. « Il pouvait se diriger très rapidement au gène que nous devrions regarder. D'ailleurs, il a fait ainsi dans les cas dans lesquels nous n'aurions pas pu recenser le candidat de gène de la maladie employant seul l'exome et le séquençage du génome. Si nous avions employé la vieille voie et avions produit d'une liste de candidat prioritaire, ces mutations géniques n'auraient pas même été dans la liste prioritaire. »

Puissance diagnostique accrue

L'équipe a constaté que l'exome et le séquençage du génome ont parfois manqué de petites omissions en gènes. Cependant, l'ARN ordonnançant des caractéristiques a prouvé que ces omissions pourraient spectaculaire affecter l'expression du gène. L'ARN ordonnançant également captés les changements de l'expression et les épissant a entraîné par des variantes dans les régions noncoding qui n'auraient pas été marquées dans l'exome et le séquençage du génome réguliers.

« Nous voyons un bon nombre de changements de la région noncoding, et il n'y a aucune voie de connaître s'ils sont importants, » Lee a dit. « Mais l'ordonnancement d'ARN montrera une diminution de 80% de l'expression liée à ce gène, et alors nous pouvons affecter la causalité à cette variante noncoding. »

L'étude de Baylor a constaté que commencer par l'ordonnancement d'ARN pourrait augmenter la puissance diagnostique 17% de l'approche traditionnelle d'exome et de séquençage du génome, portant leur régime général de diagnostic approximativement à 50%. En tant qu'élément de l'étude, les chercheurs ont analysé des cellules de la peau et des globules sanguins et ont constaté que les cellules de la peau étaient plus instructives dans le diagnostic à cause de leur nature homogène et meilleure expression du gène.

« Je vois l'ARN ordonnancer avec cette approche en tant que pratique courante étant éventuellement, particulièrement car nous déménageons davantage de l'exome au séquençage du génome. Il permet à nous de diagnostiquer ainsi à beaucoup plus de patients et donne à des familles la réponse qu'ils avaient recherchée, » Murdock a dit.

« Un diagnostic n'est pas monochrome. Il concerne des quantités variables de certitude, » Lee a dit. « La disponibilité de cet outil changera le niveau de certitude, améliorant la puissance diagnostique et augmentant la confiance dans ce diagnostic. »

Source:
Journal reference:

Murdock, D. R., et al. (2020) Transcriptome-directed analysis for Mendelian disease diagnosis overcomes limitations of conventional genomic testing. The Journal of Clinical Investigation. doi.org/10.1172/JCI141500.