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Les chercheurs développent la technologie neuve pour réduire des taux d'erreurs élevés dans l'ordonnancement de gène

Gène de la deuxième génération ordonnançant (NGS) des technologies --dans quels millions de molécules d'ADN s'analysent simultanément mais individuellement-- fournit théoriquement des chercheurs et des cliniciens la capacité de recenser d'une façon non envahissante des mutations dans le flot de sang. Le recensement de telles mutations active un diagnostic plus tôt de cancer et peut aviser des décisions de demande de règlement. Les chercheurs de centre de lutte contre le cancer de Johns Hopkins Kimmel ont développé une technologie neuve pour surmonter les inefficacités et les taux d'erreurs élevés courants parmi les techniques de ordonnancement de la deuxième génération qui ont précédemment limité leur application clinique.

Pour rectifier pour ces erreurs d'ordonnancement, l'équipe de recherche du centre de Ludwig et le laboratoire de Lustgarten au centre de lutte contre le cancer de Johns Hopkins Kimmel ont développé SaferSeqS (un système de ordonnancement plus sûr), une amélioration majeure aux technologies très utilisées basées sur une technologie précédente SafeSeqS appelé (système de ordonnancement sûr) des chercheurs de ce Hopkins inventés il y a une décennie. La technologie neuve de SaferSeqS trouve des mutations rares dans le sang d'une façon très efficace et réduit le taux d'erreurs de technologies utilisées généralement pour évaluer des mutations dans le sang plus que 100 fois.

Leurs découvertes étaient le 3 mai rapporté en biotechnologie de nature.

La présence d'une mutation dans un échantillon clinique pourrait être un indicateur tôt qu'une personne a développé le cancer, dit l'auteur important et le candidat Joshua Cohen d'étude de M.D./Ph.D. Le cancer est une maladie génétique, pilotée par des oncogenes et des gènes suppresseur de tumeur. Une petite partie de cellules cancéreuses a jeté leur ADN dans la circulation sanguine, permettant à leurs mutations d'être trouvées par l'intermédiaire de la prise de sang.

Trouver de telles mutations dans le sang plutôt par la biopsie chirurgicale d'un tissu cancéreux est appelé « une biopsie liquide. » De tels tests sang sang ont le potentiel de trouver le cancer à une partie, quand elle peut être mise dans la rémission par la chirurgie et/ou la chimiothérapie. Le défi, Cohen explique, est que l'immense majorité d'ADN présente dans la prise de sang est jetée par les cellules noncancer, et seulement une toute petite part d'ADN est dérivé de la tumeur. Dans les patients présentant relativement des cancers de stade précoce, une prise de sang de 10 ml contiendra seulement une poignée de molécules avec une mutation.

« Pour trouver des cancers quand ils ont la meilleure possibilité d'être corrigé exige une méthode de dépistage qui captera les signes de cancer qui sont présents à extrêmement - basses fréquences, » dit Cohen. « Le défi technique en trouvant ces mutations est apparenté à trouver un pointeau dans une meule de foin. »

Les chercheurs ont relevé ce défi, avec SaferSeqS, en étiquetant efficacement les deux boucles de chaque molécule originelle actuelle dans le sang d'une personne avec seul code barre. Il approches biochimiques neuves requises pour faire ceci d'une façon efficace avec le petit nombre de molécules d'ADN dégradées qui sont habituellement présentes dans le sang. Les chercheurs emploient la suppression d'emploi structurelle de la molécule d'ADN bicaténaire pour discerner des mutations réelles des erreurs, un ordonnancement duplex appelé d'approche. Si les deux boucles d'une molécule d'ADN contiennent la mutation identique, il est bien plus susceptible que ce soit une mutation réelle et pas une erreur.

Ce qui effectue SaferSeqS seul est l'étiquetage efficace des deux boucles de la majorité de molécules d'ADN diffusant dans le sang, le taux d'erreurs inférieur réalisé par l'analyse des deux boucles de ces molécules d'ADN, et la façon dont les molécules d'intérêt sont enrichies avant d'ordonnancer. Totalement, ces avancements sont à la base du pouvoir de la technologie neuve, »

Joshua Cohen, auteur important d'étude et candidat de M.D./Ph.D.

« Chaque molécule est sacrée parce qu'elle a le potentiel d'être celle avec la mutation que nous recherchons, » dit Cohen. « Puisque le nombre absolu de molécules est inférieur, la technologie doit être très efficace à capter chaque molécule pour recenser avec sensibilité des mutations. »

Pour vérifier la spécificité et la sensibilité de SaferSeqS dans un réglage cliniquement approprié, les chercheurs comparés les échantillons aux résultats précédents du CancerSEEK vérifient, une prise de sang unique qui examine pour huit types de cancer courants, développée et rapportée par la même équipe de recherche (la Science, 2018).

Les chercheurs ont revisité 74 prises de sang des patients présentant le cancer qui a eu des résultats de faux négatif -- mutations indétectables -- dans l'étude 2018 de CancerSEEK utilisant SafeSeqS. Dans leur étude plus neuve décrivant SaferSeqS, les chercheurs ont réévalué ces prises de sang. Utilisant SaferSeqS, ils ont observé une amélioration marquée de la sensibilité, trouvant des mutations précédemment indétectables dans 68% des échantillons essayées.

« La stratégie de SaferSeqS a les moyens la spécificité technique hautement fiable, qui traduit à une meilleure voie de fournir cliniquement à des résultats signicatifs pour des patients relativement le stade précoce et les petites tumeurs, » dit Cohen.

Prenant ces résultats ensemble, les chercheurs concluent que SaferSeqS est hautement sensible et spécifique pour trouver des mutations liées au cancer extrêmement rares, est potentiellement efficace et rentable pour l'utilisation clinique, et réduisent le taux d'erreurs d'approches existantes de mutation-dépistage plus que 100 fois.

La prochaine opération, ils disent, sont de valider les résultats et d'expliquer l'utilité clinique de la technologie dans des tests cliniques estimatifs.

Les chercheurs disent que SaferSeqS sera la plate-forme fondamentale pour de futures études de CancerSEEK.

Source:
Journal reference:

Cohen, J.D., et al. (2021) Detection of low-frequency DNA variants by targeted sequencing of the Watson and Crick strands. Nature Biotechnology. doi.org/10.1038/s41587-021-00900-z.