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Los investigadores desarrollan nueva tecnología para reducir altas tasas de error en la secuencia del gen

gen de la Siguiente-generación que ordena (NGS) tecnologías --en qué millones de moléculas de la DNA se analizan simultáneamente pero individualmente-- ofrece teóricamente investigadores y a clínicos la capacidad no invasor de determinar mutaciones en la corriente de la sangre. Determinar tales mutaciones habilita la diagnosis anterior del cáncer y puede informar a decisiones del tratamiento. Los investigadores del centro del cáncer de Johns Hopkins Kimmel desarrollaron una nueva tecnología para vencer las ineficacias y las altas tasas de error comunes entre la siguiente-generación que ordenaba las técnicas que han limitado previamente su uso clínico.

Para corregir para estos desvíos de secuencia, el equipo de investigación del centro de Luis y el laboratorio de Lustgarten en el centro del cáncer de Johns Hopkins Kimmel desarrollaron SaferSeqS (un sistema de secuencia más seguro), una mejora importante a las tecnologías ampliamente utilizadas basadas en una tecnología anterior llamada SafeSeqS (sistema de secuencia seguro) los investigadores de ese Hopkins inventado hace una década. La nueva tecnología de SaferSeqS descubre mutaciones raras en sangre de una manera muy eficiente y reduce la tasa de error de las tecnologías de uso general para evaluar mutaciones en la sangre más que cien veces.

Sus conclusión fueron denunciadas el 3 de mayo en biotecnología de la naturaleza.

La presencia de una mutación en una muestra clínica podría ser un indicador temprano que una persona ha desarrollado el cáncer, dice el autor importante y al candidato Joshua Cohen del estudio de M.D./Ph.D. El cáncer es una enfermedad genética, impulsada por los genes de los oncogenes y de supresor del tumor. Una pequeña porción de células cancerosas vertió su DNA en la circulación sanguínea, permitiendo que sus mutaciones sean descubiertas vía muestra de sangre.

Descubriendo tales mutaciones en sangre bastante con biopsia quirúrgica de un tejido cacerígeno se llama “una biopsia líquida.” Tales pruebas sangre-basadas tienen el potencial de descubrir el cáncer en un primero tiempo, cuando puede ser puesto en la remisión por la cirugía y/o la quimioterapia. El reto, Cohen explica, es que las células noncancer vierte a la gran mayoría de DNA presente en la muestra de sangre, y solamente una pequeñita parte de la DNA se deriva del tumor. En pacientes con relativamente los cánceres del temprano-escenario, una muestra de sangre de 10 ml contendrá solamente un puñado de moléculas con una mutación.

“Para descubrir cánceres cuando tienen la mejor ocasión del curado requieren un método de detección que tome las señales del cáncer que están presentes en extremadamente - frecuencias inferiores,” dice a Cohen. “El reto técnico en descubrir estas mutaciones es relacionado con encontrar una aguja en un pajar.”

Los investigadores dirigieron este reto, con SaferSeqS, eficientemente marcando ambos cabos con etiqueta de cada molécula original presente en la sangre de un individuo con un código de barras único. Él nuevas aproximaciones bioquímicas requeridas para hacer esto de una manera eficiente con el pequeño número de moléculas degradadas de la DNA que están generalmente presentes en sangre. Los investigadores utilizan la redundancia estructural de la molécula doble-trenzada de la DNA para distinguir mutaciones reales de los desvíos, una aproximación llamada secuencia doble. Si ambos cabos de una molécula de la DNA contienen la mutación idéntica, es lejos más probable que sea una mutación real y no un desvío.

Qué hace SaferSeqS único es el marcar con etiqueta eficiente de ambos cabos de la mayoría de moléculas de la DNA que circulan en la sangre, la tasa de error inferior lograda con el análisis de ambos cabos de estas moléculas de la DNA, y la manera de la cual las moléculas del interés se enriquecen antes de la secuencia. En conjunto, estos adelantos son la base de la potencia de la nueva tecnología,”

Joshua Cohen, autor importante del estudio y candidato de M.D./Ph.D.

“Cada molécula es sagrada porque tiene el potencial de ser la que está con la mutación que estamos buscando,” dice a Cohen. “Porque el número absoluto de moléculas es inferior, la tecnología tiene que ser muy eficiente en la captura de cada molécula para determinar sensible mutaciones.”

Para probar la especificidad y la sensibilidad de SaferSeqS en una fijación clínico relevante, los investigadores compararon las muestras a los resultados anteriores de la prueba de CancerSEEK, un único análisis de sangre que revisa para ocho tipos comunes del cáncer, desarrollado y denunciado por el mismo equipo de investigación (ciencia, 2018).

Los investigadores revisitaron 74 muestras de sangre de pacientes con el cáncer que tenía resultados del falso negativo -- mutaciones imperceptibles -- en el estudio 2018 de CancerSEEK usando SafeSeqS. En su más nuevo estudio que describía SaferSeqS, los investigadores valoraron de nuevo estas muestras de sangre. Usando SaferSeqS, observaron una mejoría marcada en la sensibilidad, encontrando mutaciones previamente imperceptibles en el 68% de las muestras probadas.

“La estrategia de SaferSeqS permite la especificidad técnica altamente segura, que traduce a una mejor manera de proveer clínico de los resultados significativos para los pacientes relativamente el temprano-escenario y los pequeños tumores,” dice a Cohen.

Tomando estos resultados juntos, los investigadores concluyen que SaferSeqS es altamente sensible y específico para descubrir mutaciones cáncer-relacionadas extremadamente raras, es potencialmente eficiente y de poco costo para el uso clínico, y reducen la tasa de error de aproximaciones existentes de la mutación-detección más que cien veces.

El paso siguiente, dicen, son validar los resultados y demostrar la utilidad clínica de la tecnología en juicios clínicas anticipadas.

Los investigadores dicen que SaferSeqS será la plataforma subyacente para los estudios futuros 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.