Serviço de Sequenciamento de Painel Genético

O que são WES, WGS e Sequenciação de Painel?

Sequenciação do Genoma Completo (WGS) e Sequenciamento do Exoma Completo (WES) são termos abreviados para sequenciar todo o genoma e todo o exoma, respetivamente. No contexto de Sequenciação de Nova Geração (NGS)O termo "Painel" representa um "pacote de genes" ou um conjunto de genes direcionados.

Características do WGS, WES e Sequenciamento de Painel

WGS, WES e Painel apresentam características distintas no âmbito da genómica.

Para ilustrar, a sequência do genoma completo compreende aproximadamente 3 gigabases (Gb). Se os dados de sequenciação totalizam 10 Gb, podem cobrir o genoma completo aproximadamente 3 vezes, referido como profundidade de sequenciação de 3X. Em contraste, os exões codificantes, que constituem apenas 1% do genoma ou cerca de 30 megabases (Mb) em tamanho, podem alcançar profundidades de sequenciação superiores a 100X com 10 Gb de dados de sequenciação. Isto é ainda mais pronunciado para Painéis que visam genes específicos, onde 1 Gb de dados pode alcançar profundidades de cerca de 1000X. A redução do volume de dados correlaciona-se com custos mais baixos, mas uma vantagem significativa dos Painéis reside na sua alta profundidade de sequenciação.

Quais são os benefícios de uma alta profundidade de sequenciamento??

Considere um locus selvagem com um genótipo GG. Se ocorrer uma mutação heterozigótica, o genótipo torna-se GT. Os dados de sequenciação mostrarão simultaneamente sequências contendo tanto G quanto T, aproximadamente numa proporção de 1:1. Nos testes genéticos, os dados de sequenciação são usados para inferir o verdadeiro genótipo. Para concluir com confiança uma mutação heterozigótica num dado locus e prevenir interferências de erros de sequenciação, é necessária uma certa quantidade de sequências variantes, exigindo uma profundidade mínima de sequenciação, como 20X.

Devido a preconceitos sistemáticos nos processos de sequenciação e análise, a distribuição de sequências com G e T pode não ser uma proporção perfeita de 1:1. Além disso, a profundidade de sequenciação em diferentes loci pode variar, influenciada por fatores como o conteúdo de GC genómico e a especificidade da sonda durante a captura. Uma maior profundidade de sequenciação atenua estes problemas, reduzindo a probabilidade de perder informações sobre variantes em regiões problemáticas.

Além disso, uma profundidade de sequenciamento substancial revela-se benéfica na identificação de variações mosaicas. Em casos onde as variações se manifestam durante a fase de fertilização, independentemente do número de células sujeitas a sequenciamento, as sequências variantes constituirão cada uma aproximadamente metade. Por outro lado, variações que surgem em estágios de desenvolvimento intermediários podem exibir padrões mosaicos. A capacidade de discernir proporções mais baixas de mosaicismo exige uma maior profundidade de sequenciamento, tornando os Painéis genéticos particularmente aptos para esta tarefa.

Resumo das Características de Três Tecnologias de Sequenciação

Os Painéis Genéticos demonstram a capacidade de alcançar uma profundidade de sequenciação elevada, conferindo uma posição vantajosa na análise genética. Além disso, oferecem uma flexibilidade substancial de personalização, facilitando a inclusão de regiões patogénicas dentro de domínios não codificantes.

WES, estrategicamente posicionado entre WGS e a sequenciação de painéis, estabelece um equilíbrio harmonioso ao oferecer um escopo de sequenciação expandido a um custo geralmente aceitável. Esta tecnologia capacita os investigadores a alcançar uma cobertura de sequenciação abrangente, mantendo uma profundidade de sequenciação respeitável.

O WGS destaca-se pelo seu alcance de sequenciação inigualável, abrangendo todo o genoma. No entanto, para detectar variações de pares de bases, é necessário um conjunto de dados substancial de aproximadamente 100 gigabases (Gb). Os desafios atuais associados à viabilidade e acessibilidade de adquirir dados tão extensos sublinham as considerações para a sua adoção generalizada.

Como Escolher Painel, WES ou WGS

O debate em curso no âmbito dos testes genéticos gira em torno da seleção de Painel, WES ou WGS. Cada método possui vantagens distintas, o que leva à necessidade de um processo de tomada de decisão cuidadoso.

Nos casos em que os objetivos de teste estão claramente definidos, a preferência inicial deve ser para a sequenciação em painel para garantir uma sensibilidade aumentada dentro da faixa de deteção designada. Por outro lado, quando os objetivos de teste são menos definidos, as considerações devem mudar para WES ou WGS para descobrir um espectro mais amplo de fatores patogénicos. O WGS envolve o sequenciamento de cada par de bases do genoma, enquanto o WES e o sequenciamento por Painel utilizam técnicas de sequenciamento direcionadas.

Em última análise, o processo de tomada de decisão depende da clareza dos objetivos de teste. Optar pela sequenciação de Painel garante precisão na deteção de alvos conhecidos, enquanto o WES ou WGS pode ser preferido quando o objetivo é explorar uma gama mais ampla de potenciais fatores patogénicos, particularmente em cenários onde os alvos de teste carecem de especificidade.

Os Nossos Serviços de Sequenciamento de Painéis

A CD Genomics oferece serviços de painéis NGS pré-desenhados e personalizados, precisos e rentáveis, que envolvem a captura de fragmentos de DNA de várias regiões-alvo de genes relevantes usando sondas de captura de genes específicas. Posteriormente, as sequências de DNA capturadas nas regiões-alvo são determinadas usando NGS tecnologia, permitindo a identificação de genes-alvo e locais de mutação.

Painel de Sequenciação de RNA

A sequenciação de RNA direcionada é a escolha ideal para estudar a expressão génica e rearranjos, mesmo com amostras de qualidade inferior, como FFPE e cfRNA. A tecnologia de sondas que visa todas as regiões exónicas dos genes de interesse tem uma alta cobertura, permitindo uma análise abrangente da expressão génica, incluindo a análise de subtipos da sequenciação de RNA total.

Painel de Sequenciamento de Exomas

Os painéis de sequenciação do exoma, como um método amplamente utilizado na investigação de doenças, podem detectar rapidamente e de forma eficaz variações genéticas patogénicas em genes-alvo em todo o genoma. Esta abordagem aumenta a profundidade de cobertura dos dados, reduzindo efetivamente o tempo de análise de dados e os custos de sequenciação.

Painel de Sequenciação de Metilação Alvo

A CD Genomics introduziu uma tecnologia de sondas baseada na conversão por bisulfito, permitindo a análise de metilação de vários tipos de amostras, como gDNA e cfDNA. Este método analisa com precisão o estado de metilação de genes-alvo, fornecendo resultados abrangentes de metilação para investigação. Subsequentemente, a CD Genomics também oferece serviços abrangentes de análise bioinformática para dados de metilação.

Por que escolher os nossos painéis de sequenciação NGS personalizados

• Precisão: Com base na tecnologia de sequenciamento profundo, a precisão dos resultados ultrapassa 99%.
• Captura Específica: Demonstra excelente especificidade, permitindo a captura específica de cromossomas em organismos poliploides.
• Personalização Flexível: Altamente adaptável, capaz de realizar simultaneamente a deteção de sequências genéticas e a deteção de mutações alvo numa única linha de processamento.
• Alta Eficiência de Detecção: Permite o sequenciamento paralelo de centenas de milhares a milhões de moléculas de ADN em uma única corrida, facilitando a detecção simultânea de múltiplas doenças, numerosos genes e dezenas de milhares de locais de mutação. Isso garante resultados rápidos, eficientes e fiáveis, com alta capacidade de processamento e rentabilidade.

Aplicação do Sequenciamento de Painéis Genéticos

• Pesquisa GenéticaDescubra variantes novas, estude funções genéticas e compreenda processos biológicos e mecanismos de doenças.
• Estudos de Associação com DoençasIdentificar genes associados a distúrbios genéticos ou doenças complexas e explorar variações genéticas em diferentes populações.
• Investigação do CancroPerfil de mutações relacionadas com o câncer, classificar subtipos de câncer e investigar a tumorigenese.
• FarmacogenómicaAnalisar os fatores genéticos que influenciam as respostas a medicamentos e identificar marcadores para a toxicidade dos fármacos.
• Validação FuncionalValide as funções dos genes e estude as interações dentro das vias celulares.
• Descoberta de BiomarcadoresIdentificar marcadores genéticos diagnósticos e prognósticos para a deteção e progressão da doença.
• Investigação de Doenças RarasEncontre genes associados a distúrbios raros e estude os padrões de herança genética.

Fluxo de Trabalho de Sequenciação de Painel Genético

O Serviço de Sequenciação de Painéis Genéticos da CD Genomics oferece uma solução precisa e eficiente para investigação genética direcionada. O serviço abrange o design personalizado de painéis genéticos, sequenciação de alto rendimento e análise detalhada de dados para descobrir variantes genéticas importantes relevantes para os seus objetivos de investigação.

Especificações do Serviço

	Requisitos de Amostra amostra de gDNA ≥0,5 μg, Concentração ≥10 ng/μl Tecido≥10-30mg Sangue: 0,5-2ml As amostras de ADN requerem um OD260/280 o mais próximo possível de 1,8~2,0. Todo o DNA deve ser tratado com RNase e não deve apresentar degradação ou contaminação. Nota: Os montantes de amostra são apresentados apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.
Clique	Estratégia de Sequenciamento Illumina, Ion Torrent, PacBio e outras plataformas sequenciação a 100x de profundidade
	Análise Bioinformática Fornecemos múltiplas análises de bioinformática personalizadas: Avaliação de dados brutos Filtragem Alinhamento Detetar variantes Anotação Análise de vias e ontologia genética Nota: Os dados recomendados e os conteúdos de análise exibidos são apenas para referência. Para informações detalhadas, por favor contacte-nos com os seus pedidos personalizados.

Pipeline de Análise

Entregáveis

• Os dados de sequenciação originais
• Resultados experimentais
• Relatório de análise de dados
• Detalhes na Sequenciação de Painéis Genéticos para a sua escrita (personalização)

Os resultados parciais estão mostrados abaixo:

1. Ao selecionar opções de testes genéticos, o que significam "pequeno painel" e "grande painel"?

No contexto de NGS"pequeno painel" e "grande painel" referem-se a diferentes âmbitos com base no número de genes que estão a ser analisados.

Pequeno Painel: Este inclui tipicamente um conjunto de genes que varia de uma dúzia a algumas dezenas. Estes painéis geralmente focam em genes-chave associados a terapias-alvo aprovadas ou clinicamente relevantes para tipos específicos de câncer. Podem também incluir uma seleção de genes supressores de tumor que despertaram um interesse significativo na pesquisa.

Painéis Grandes: Estes painéis abrangem centenas a milhares de genes. Eles não apenas cobrem genes condutores pertinentes a terapias direcionadas, mas também incorporam um amplo espectro de genes associados ao câncer, conforme permitido pela pesquisa atual e capacidades tecnológicas. Os resultados dos grandes painéis vão além da identificação de terapias direcionadas para cânceres específicos, incluindo opções de medicamentos para diferentes tipos de câncer, marcadores relacionados à imunoterapia, como Carga Mutacional Tumoral (TMB) e Instabilidade de Microssatélites (MSI), e potencialmente genes de câncer hereditário.

2. Como é que o Sequenciamento de Painéis Genéticos difere de Sequenciação do Genoma Completo?

A Sequenciação de Painéis Genéticos foca em conjuntos predeterminados de genes ou regiões genómicas, fornecendo dados de alta resolução para essas áreas específicas. Em contraste, a Sequenciação do Genoma Completo envolve a análise de todo o genoma, abrangendo tanto regiões codificantes como não codificantes. Esta abordagem oferece uma visão abrangente de todas as variações genéticas dentro de um organismo.

3. Como escolho o painel genético certo para a minha pesquisa?

Considere os genes ou vias específicas de interesse, os objetivos da pesquisa e qualquer conhecimento prévio sobre os fatores genéticos envolvidos. Consulte um especialista em genómica ou reveja os painéis disponíveis para garantir a conformidade com os seus objetivos de pesquisa.

Identificação de biomarcadores prognósticos de genes mutantes em mieloma múltiplo através de sequenciação do exoma de painel genético e análise do transcriptoma na população chinesa.

Revista: Computadores na Biologia e Medicina

Fator de impacto: 7,7

Publicado: Setembro de 2023

Fundo

O mieloma múltiplo (MM) é um cancro do sangue prevalente que afeta principalmente adultos mais velhos e é menos comum em crianças na China. Apresenta variações regionais na incidência e tem uma taxa de sobrevivência a cinco anos abaixo de 40%. Atualmente, faltam tratamentos eficazes. NGS está a revelar-se valioso para a compreensão do MM ao identificar mutações críticas. Este estudo utiliza sequenciação de exoma em 50 pacientes chineses com MM para descobrir alterações genéticas significativas e potenciais novos alvos para tratamento.

Materiais e Métodos

Resultados

O sequenciamento do exoma de 50 pacientes com MM, visando 400 genes, revelou vários tipos de mutações, sendo as variantes de nucleotídeo único (SNVs) não sinónimas as mais predominantes. As mutações mais comuns foram substituições C > T, e cada amostra apresentou uma mediana de 576 mutações. Os dez genes mais frequentemente mutados foram MUC16, MUC4, TTN, AHNAK2, MUC17, OBSCN, OR4C3, MUC2, MKI67 e PRUNE2, todos apresentando uma frequência de mutação de 100%.

Fig. 1. Visão geral do estado de mutação dos 50 pacientes com MM.

O estudo analisou a paisagem mutacional de 50 pacientes com MM utilizando um painel de 400 genes. Identificou mutações em 337 genes, com 48 genes a apresentarem uma frequência de mutação de 100% e 31 com mais de 90%. Os principais genes mutados incluem CACNA1I, ID3 e EGFR. A enriquecimento funcional revelou que os genes mutantes estavam associados a modificações de DNA, funções da matriz extracelular e vários caminhos de sinalização chave, incluindo PI3K-Akt e Notch.

A análise da expressão génica a partir do conjunto de dados GSE6477 identificou 1247 genes diferencialmente expressos (GDEs), com 660 downregulados e 587 upregulados. Os GDEs notáveis incluem RNASE2 e RPS19. A análise dos genes comuns entre os genes mutantes e os GDEs destacou 33 genes, incluindo ID3 e MYC, que estavam enriquecidos em vias relacionadas com a proliferação celular, diferenciação mieloide e carcinogénese viral.

Fig. 4. Identificação de DEGs nos conjuntos de dados GSE6477.

Conclusão

O mieloma múltiplo (MM) na China apresenta uma baixa taxa de sobrevivência. O sequenciamento de 50 pacientes revelou mutações em 337 genes, nomeadamente MUC16, MUC4 e TTN. Mutações chave em BCL6 e BIRC3 estão associadas a piores resultados e alterações imunológicas, oferecendo novos alvos de tratamento, mas necessitando de mais investigação.

Referência

1. Xie C, Zhong L, Luo J, et al. Identificação de biomarcadores prognósticos de genes mutantes em mieloma múltiplo através de sequenciação de exoma por painel genético e análise do transcriptoma na população chinesa. Computadores em Biologia e Medicina, 2023, 163: 107224.