Skupina onkogenetiky a forenzní genetiky

• Nukleové kyseliny
• Onkologické a forenzní biomarkery
• Genotypizace
• Masivně paralelní sekvenování
• Bayesovská interpretace

Masivně paralelní sekvenování onkomarkerů

Firmy v současnosti nabízejí soupravy pro masivně paralelní sekvenování (MPS) použitelné pro celý genom, exom nebo podskupinu genů – genové panely. Tyto soupravy jsou určeny pro mezinárodní klientelu, a proto ne vždy odpovídají požadavkům klinických lékařů, jak je vyjadřuje Modrá kniha České onkologické společnosti a dohoda se zdravotními pojišťovnami. Navíc jejich úspěšnost genotypizace nedosahuje hodnot, kterých rutinně dosahujeme metodami qPCR při testování jednotlivých variant ze vzorku nádoru. Snažíme se proto upravit preanalytické a analytické kroky metod, jako je extrakce DNA, příprava knihoven a bioinformatické pipeline, tak aby bylo možné získat informace i z obtížných vzorků, jako je tekutá biopsie. Aplikací MPS na dobře charakterizované klinické kohorty se rovněž snažíme nalézt nové biomarkery pro biologickou léčbu nádorů.

Digitální kapková PCR onkomarkerů

Technologie digitální kapkové PCR (ddPCR) je metoda PCR, která jako rezervoár reagencií využívá mikrofluidní systém kapek emulze voda–olej. Vzorek (DNA) a reagencie jsou rozděleny do tisíců kapek o objemu v řádu nanolitrů a amplifikace PCR probíhá v každé kapce zvlášť. Výhodou je 1) absolutní kvantifikace kopií cílové DNA ve vstupním vzorku bez potřeby kalibračních standardů a 2) nižší detekční limit cílové sekvence ve srovnání s qPCR.

Technologie ddPCR bude využita k detekci vzácných specifických mutací z tekuté biopsie (např. u pacientů s karcinomem plic s rezistentními mutacemi v genu EGFR vzniklými v důsledku léčby inhibitory tyrozinkináz). Výsledek bude k dispozici rychleji a s vyšší citlivostí a tekutá biopsie je pro pacienta méně invazivní, což je obojí důležité pro další léčbu pacienta.

Mutace hematopoetických kmenových buněk, stárnutí a nádorová onemocnění

Stárnutí představuje největší samostatný rizikový faktor chronických onemocnění, jako jsou nádory. Ačkoli má karcinogenní potenciál každá buňka, klonální dominance expandované populace mutovaných kmenových a progenitorových buněk, k níž dochází ve stárnoucích tkáních, může být časnou událostí ve vývoji hematologických malignit. Taková klonální dominance může být přítomna řadu let předtím, než se nádor stane klinicky významným, a postupně se projevuje narušováním integrity genomu a zhoršenou funkcí orgánů.

Negativní důsledky stárnutí vyplývají ze souhry genetiky, epigenetiky, mikroprostředí a imunitního systému. Lepší porozumění interakci mezi nádorovými kmenovými buňkami (buňkami iniciujícími nádor) a nádorovou imunologií může pomoci eradikovat minoritní subpopulace, které unikají konvenční léčbě a způsobují lékovou rezistenci a metastázy.

Pomocí masivně paralelního panelového sekvenování chceme testovat vzorky krve a aterosklerotických plátů pacientů s karotickou aterosklerózou a cévní mozkovou příhodou a kontrolních osob na přítomnost klonální hematopoézy neurčitého potenciálu.

Epigenetické biomarkery věku

Epigenetická predikce věku z biologické stopy na místě činu může zúžit okruh potenciálních podezřelých, a snížit tak finanční i časové nároky na laboratorní práci a preanalytickou zátěž spojenou s odběrem bukálních stěrů. Predikce věku vychází ze skutečnosti, že se aktivita určitých genů v průběhu života mění v závislosti na zvýšení či snížení metylace cytosinů (CpG) v promotorech genů. Epigenetické hodiny založené na mikročipovém testování DNA dokážou predikovat věk s vysokou přesností. Taková analýza desítek CpG je však pro forenzní praxi nepoužitelná, neboť hlavním limitujícím faktorem je zde nízká kvalita a množství DNA. Snažíme se proto nalézt malou sadu CpG s vysokou prediktivní silou, kterou lze analyzovat metodou šetrnou ke vzorku – masivně paralelním sekvenováním ze stop krve a spermatu.