Технология Saphyr впервые использована для выявления участков экспансии ДНК в ключевых генах, ассоциированных с БАС
Saphyr, технология анализа сверхдлинных участков ДНК, разработанная компанией Bionano Genomics, впервые позволила измерить наиболее длинные участки экпансии гена C9ORF72, который является причиной развития некоторых форм бокового амиотрофического склероза (БАС).
В своем пресс-релизе компания Bionano заявила, что эта технология открывает возможности дальнейшего понимания механизмов болезни, что в свою очередь позволит разработать диагностические тесты, новые методы терапии и идентифицировать пациентов, которые с наибольшей степенью вероятности положительно ответят на лечение.
Мутации в гене C9ОRF72 встречаются у пациентов с БАС наиболее часто: они обнаруживаются в 40% случаев семейных формы БАС и 7% спорадических форм. У некоторых больных с подобной мутацией двигательные нарушения могут сочетаться с деменцей.
Ген C9ORF72 содержит участок ДНК, построенный из повторяющихся участков из шести нуклеотидов (строительные элементы молекулы ДНК): ГГГГЦЦ (гуанин и цитозин). Данный сегмент, известный также как гексануклеотидные повторы, встречается в гене C9ORF72 вплоть до восьми раз у здоровых людей, однако у людей с семейной формой БАС данные повторы могут исчисляться сотнями.
Участки повторов подобных размеров, называемые структурными вариациями, невозможно измерить и корректно проанализировать проанализировать с использованием существующих методов.
Технология Saphyr представляет собой автоматическую систему оптического картирования, которая позволяет быстро измерить большое количество образцов генома и прочесть очень большие области ДНК, недоступные другим технологиям.
В ходе недавнего вебинара под названием «Расшифровка сложных гаплотипов при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях», Марк Эбберт, врач клиники Майо рассказал, как удалось провести анализ экспансии сверхдлинного повтора с помощью технологии Saphyr у пациента с БАС с гексануклеотидным повтором, длина которого составляла тысячи нуклеотидов.
С помощью технологии Saphyr удалось также выявить множество форм гена C9ORF72 — каждая из которых содержит повторы (гаплотипы) разного размера — из образцов ткани головного мозга пациента, в результате чего была наглядно показана нестабильность экспансии повторов, что может приводить к увеличению их протяженности. В связи с недостатком точных методов измерения, количество вариаций у каждого пациента недооценивалось.
В другом исследовании под руководством доктора Эрика Вонга во Флоридском университете с помощью технологии Saphyr удалось выявить вариации генома, связанные с тяжестью неврологических симптомов при миотонической дистрофии — наиболее частой форме поздней мышечной дистрофии, вызванной экспансией повторяющихся последовательностей ДНК, таких же, как и при БАС.
«Исследования доктора Вонга и доктора Эббета демонстрируют нам уникальные возможности технологии Saphyr и важную роль, которую технологии играют в понимании наиболее сложных областей генома», заявил руководитель Bionaro Genomics Эрик Хомлин.
«Мы сосредоточили наши усилия на разработке более современных средств обнаружения и молекулярной диагностики ряда расстройств, связанных с формированием экспансии повторов, в том числе миотонической дистрофии и БАС, в случае которых текущие методики не дают возможности определить размеры повторов», добавил он.
Компания Bionaro выпустила анализ для плече-лопаточно- лицевой миопатии (ПЛЦМ), другого вида мышечной дистрофии, в основе которой лежат экспансии повторов.
Технология Saphyr опережает традиционные методы, в связи с чем многие исследовательские центры уже начинали использовать Saphyr для внутренних лабораторных тестов для диагностики упомянутого вида дистрофии. Эти лабораторные тесты разрабатываются, производятся и используются только в пределах одной лаборатории.
«Наша автоматическая технология в валидационных исследованиях заметно опережает традиционные методы, основанные на методе саузерн-блот. Компания PerkinElmer и Айовский университет, две крупнейшие площадки по изучению ПЛМЦ в Северной Америке, уже начали ускоренную разработку внутренних лабораторных тестов на основе технологии», сказал доктор Холмин.
«Мы очень оптимистично настроены. В ближайшем будущем внутренние лабораторные тесты на основе технологии Saphyr помогут в диагностике нескольких болезней экспансии повторов, что позволит исследователям неврологических заболеваний получать более точные данные и разрабатывать новые лекарства», заключил он.