Ученые из Детской исследовательской больницы Св. Иуды создали панель, которая способна поставить диагноз более чем 90% детей с онкологическими заболеваниями путем секвенирования 0,15% генома человека. Панель является экономически эффективным способом тестирования и классификации детских злокачественных новообразований и помогает направлять лечение пациентов.

Результаты работы и подтверждения работы комиссии были опубликованы на этой неделе в журнале Clinical Cancer Research .

Обнаружение мутаций в раке у ребенка с помощью мощной технологии секвенирования может привести к лучшим результатам. Врачи используют эти знания для адаптации целевых методов лечения к конкретным мутациям, вызывающим рак, поражающим каждого пациента. Однако современное высококлассное секвенирование всего генома требует физической и вычислительной инфраструктуры, которой нет у большинства учреждений.

Чтобы устранить это узкое место, команда университета Св. Иуды разработала SJPedPanel, которая нацелена на меньший подмножество генов, уделяя особое внимание тем, которые, как известно, участвуют в развитии детского рака, а не рассматривает весь геном.

«Мы занимаемся клинической геномикой уже несколько лет, и одной из проблем является диагностика каждой опухоли, особенно с низким процентом раковых клеток в исследуемом образце», — сказал соавтор Сяоту Ма, доктор философии, кафедра вычислительной биологии St. Jude. «Поэтому мы создали SJPedPanel как сводку, чтобы сконцентрировать большую часть генетических знаний, полученных нами за последнее десятилетие, в один небольшой тест, который можно использовать в клинических условиях».

Доказательство на панели.
Группа разработала новую панель с самого начала для образцов детского рака, в то время как другие генетические панели были разработаны для взрослых раковых заболеваний, а затем адаптированы для детей. Ученые также имели практическое представление о реалиях обнаружения определенных мутаций, что позволило им выбрать наиболее информативные гены для включения. Эти различия привели к огромным превосходствам по сравнению с существующими панелями генов рака.

«Мы сравнили эту панель с шестью другими коммерчески доступными панелями», — сказал Ма. «SJPedPanel обеспечивает наибольшее покрытие генов-драйверов детского рака, обеспечивая покрытие, близкое к 90%, тогда как другие дают покрытие, близкое к 60%».

Это улучшение производительности стало результатом целенаправленных усилий. «Мы провели итеративную оптимизацию тщательного дизайна панели, основанного на наших знаниях генетики детского рака», — сказал соавтор Джон Истон, доктор философии, директор лаборатории геномики вычислительной биологии St. Jude, который ранее был руководителем лаборатории валидации проекта генома детского рака. «И мы продолжили этот итеративный процесс с производителем панели, чтобы убедиться в ее возможностях».

Помимо того, что панель St. Jude работает лучше, чем адаптированные панели генов рака, ориентированные на взрослых, она также может превзойти золотой стандарт секвенирования всего генома в некоторых обстоятельствах. Секвенирование всего генома исследует весь геном человека, что затрудняет его использование для обнаружения рака с низким количеством клеток из-за необходимости отбора проб большой глубины.

«Есть определенные ситуации, такие как образцы низкой чистоты опухоли или даже тестирование после трансплантации костного мозга , где наш текущий клинический подход к секвенированию всего генома не работает», — сказал соавтор Джеффри Клко, доктор медицины, доктор философии, отделение патологии больницы Св. Иуды. «Это заполняет важный клинический пробел для наших пациентов».

В центре внимания генетика детского рака
Одной из причин, по которой группа оказала столь немедленное влияние, является ее уникальная природа и происхождение. Больница Св. Иуды была одной из больниц, которые запустили проект Pediatric Cancer Genome Project, в рамках которого были секвенированы сотни пациентов, чтобы предоставить наиболее подробный обзор геномного ландшафта детского рака. Предыдущие исследования были сосредоточены только на раке у взрослых, который генетически отличается от детских злокачественных новообразований.

«Мы взяли все знания, полученные в ходе проекта «Геном детского рака» и других мероприятий по секвенированию в рамках исследовательской деятельности, и использовали их для создания этой панели, которая теперь внедрена в клиническую практику и была проверена на более чем 600 образцах в нашей клинической лаборатории», — сказал Клко.

Это наследие экспертизы в генетике детского рака будет и дальше укрепляться за счет включения в панель более новых открытий. Например, включение гена UBTF, который был открыт группой Klco в 2022 году. «Врачи могут чувствовать себя спокойно, зная, что клиническое секвенирование, которое мы предоставляем их пациентам, основано на самых последних результатах исследований», — сказал Klco.

Поделиться успехом ради спасения детей
Успех панели может иметь реальные последствия для пациентов по всему миру. Правильная диагностика детского рака и ее ранняя диагностика могут помочь в определении лечения и достижении лучших результатов. Однако для секвенирования всего генома требуется дорогостоящая физическая и цифровая инфраструктура. Панель даст учреждениям без таких ресурсов больше шансов на выявление этих видов рака.

«Такие панели проще внедрять в работу клинической или исследовательской лаборатории, чем секвенирование всего генома », — сказал Истон. «Не везде есть возможности секвенирования и анализа для работы с целым геномом. Мы дали этой области более чувствительный и практичный тест».

Хотя панель будет доступна для приобретения, группа St. Jude также намерена свободно делиться знаниями о ее составе, чтобы помочь как можно большему количеству детей.

«Теперь, когда у нас есть эта панель, ученые по всему миру смогут ее использовать», — сказал Ма. «Панель крошечная. Поэтому затраты, как на секвенирование, так и на анализ, будут минимальными и, вероятно, ее можно будет использовать в развивающихся странах и регионах с недостаточным уровнем обеспеченности услугами».

«Мы были бы рады, если бы все больше и больше центров использовали эту панель для секвенирования детских онкологических заболеваний, — сказал Клко, — потому что мы считаем, что это приведет к улучшению ухода за пациентами и результатов».