Технологии секвенирования нового поколения
в диагностике и прогнозировании лечения рака
П
ОСЛЕ завершения секвенирования генома человека исследователи и клиницисты ощутили потребность в прочтении все большего количества индивидуальных геномов, чтобы найти ответы на фундаментальные и клинически значимые вопросы. Геномная информация, как ожидалось, даст ключ к пониманию природы болезней и позволит создать специфические диагностические и терапевтические стратегии, в частности, для лечения рака. Тем самым будет реализована идея таргетной и персонализированной медицины. Растущие потребности дали толчок технологическому развитию, и помимо традиционного метода секвенирования по Сенгеру стали появляться новые высокопроизводительные геномные технологии. В 2005 году возникли первые платформы для параллельного ДНК-секвенирования, открыв эру секвенирования нового поколения (next-generation sequencing, NGS). Эти технологии радикально увеличили скорость получения данных о нуклеотидной последовательности – до сотен гигабаз за один запуск прибора, в то время как стоимость секвенирования снизилась на несколько порядков.
– полупроводниковое секвенирование (Ion Torrent),
а также недавно появившиеся технологии: – секвенирования одной молекулы (Helicos Genetic Analysis System),
– наносеквенирование (DNAnanoboll) (Complete Genomic).
Они высокотехнологичны, то есть позволяют определять последовательность нуклеотидов быстрее и дешевле. В настоящее время на рынке лидирует компания Illumina, которая за два-три года собирается довести стоимость секвенирования
Что такое NGS
К технологиям секвенирования нового поколения относятся: – секвенирование путем синтеза с обратимой терминацией (Illumina),
– пиросеквенирование (Roche),
– секвенирование путем лигирования (SOLiD),
HiSeq2000, Illumina
одного генома с 30х покрытием (кратность прочтения) до суммы меньше $1000. Помимо полногеномного секвенирования, которое для многих клинических лабораторий остается слишком затратным, развивается таргетное секвенирование – ограниченное интересующими исследователей участками генома, которые можно прочитать с более высоким покрытием. Наиболее часто используются методы, основанные на обогащении образцов последовательностями исследуемых генов путем ПЦР (PCR-based enrichment methods). Другой вариант – методы обогащения, основанные на гибридизации (hybridization-based enrichment methods) с олигонуклеотидными ДНК-чипами либо в растворе на магнитных частицах-носителях. Преимущество методов гибридизации заключается в возможности охвата большого участка генома.
Сложный геномный ландшафт опухоли
Обстоятельство, осложняющее диагностику и лечение, состоит