WES – sekwencjonowanie nowej generacji

Wprowadzenie nowych technik sekwencjonowania w połowie 2000 roku zrewolucjonizowało postęp badań nad wieloma chorobami uwarunkowanymi genetycznie. Co więcej, badania te stały się możliwe przy lepszej wydajności i niższych kosztach ich wykonania. Poza kwestią ceny i wydajności, nowa technika sekwencjonowania umożliwia także   rekompensatę niektórych wady starszych metod genotypowania i sekwencjonowania, co pozwala na wykrywanie poszczególnych wariantów w całym genomie, w tym także nowych, zachowując  niski koszt procedury [1].

Sekwencjonowanie nowej generacji, czyli NGS ma w dzisiejszych czasach ogromne znaczenie w diagnostyce wielu chorób genetycznych, w tym także nowotworów. Obecnie, najnowocześniejszy rodzaj tego sekwencjonowania stanowi technika WES (ang. Whole exome sequencing). Polega ona na odczycie wszystkich sekwencji kodujących genomu człowieka, czyli egzonów. Badanie techniką WES traktowane jest jako rodzaj badania przesiewowego. 

Sekwencjonowanie typu NGS odbywa się przy udziale paneli genowych i analizy egzonów. Zachodzi tu selektywny wychwyt regionów docelowych. Wychwyt ten posiada jednak ograniczenia w odpowiednio wystarczającym pokryciu sekwencji kodujących, zwłaszcza w przypadku regionów bogatych w pary CG [2].  

Precyzyjne badania genetyczne mają również ogromne znaczenie w onkologii, gdzie wymagane są dokładne testy umożliwiające wykrycie mutacji genowych specyficznych dla danego nowotworu. W diagnostyce genetycznej związanej z rakiem stosowane są nie tylko techniki sekwencjonowania, ale również procedury przetwarzania próbek masowych, przygotowywania bibliotek oraz protokoły bioinformatyczne [3]. 

Sekwencjonowanie całego genomu (WGS)

WGS (ang. Whole genome sequencing) jest obecnie dostępne na całym świecie. Wykonuje się je w laboratoriach wyposażonych w sekwenatory o odpowiednio dużej przepustowości, wynoszącej co najmniej 60 ∙ 3 ∙ 10⁹ bp (par zasad). Do przeprowadzenia całej procedury wymagane są także odpowiednie zasoby programowe, umożliwiające obsługę i właściwą interpretację znacznego rozmiaru plików WGS [2]. 

Analiza mikromacierzy chromosomowych (CMA)

Technika ta znalazła szerokie zastosowanie w diagnostyce prenatalnej, szczególnie w badaniach płynu owodniowego i kosmówki. Przydatna jest zarówno w wykrywaniu aneuploidii chromosomalnych, jak również mikroduplikacji i mikrodelecji genomu. Szacuje się, że CMA pozwala na wykrycie aneuploidii bądź CMV w około 40% ciąż z obecnością wad strukturalnych płodu. Niestety, ponad połowa takich przypadków pozostaje w dalszym ciągu niezdiagnozowana [4]. 

Piśmiennictwo

[1] Petersen B.S, Fredrich B, Hoeppner et al. Opportunities and challenges of whole-genome and -exome sequencing. BMC Genet. 2017;18(1):14. doi: 10.1186/s12863-017-0479-5.

[2] Meienberg J, Bruggmann R, Oexle K et al. Clinical sequencing: is WGS the better WES? Hum Genet. 2016;135(3):359-62. doi: 10.1007/s00439-015-1631-9.

[3] Xiao W, Ren L, Chen Z, et al. Toward best practice in cancer mutation detection with whole-genome and whole-exome sequencing. Nat Biotechnol. 2021;39(9):1141-1150. doi: 10.1038/s41587-021-00994-5.

[4] Janicki E, De Rademaeker M, Meunier C et al. Implementation of Exome Sequencing in Prenatal Diagnostics: Chances and Challenges. Diagnostics (Basel). 2023;13(5):860. doi: 10.3390/diagnostics13050860.