Rapid diagnostics of actionable mutations in acute myeloid leukemia using amplicon nanopore sequencing
تقدم هذه الدراسة مقايسة لتسلسل الأمبليكون بتقنية "أكسفورد نانوبور" مُطبقة سريرياً، تحقق كشفاً وتحديداً للطور (phasing) للطفرات القابلة للتنفيذ في سرطان الدم النقوي الحاد، بما في ذلك متغيرات FLT3-ITDs وTP53، بسرعة عالية (32 ساعة) ودقة فائقة (حساسية/نوعية بنسبة 98.4-100%)، وذلك لتبسيط عملية تصنيف المخاطر واختيار العلاج.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
عندما يتم تشخيص شخص ما بمرض ابيضاض الدم النقوي الحاد (AML)، وهو سرطان يصيب الدم ونخاع العظام، يبدأ العد التنازلي فوراً. هذا المرض ليس حالة واحدة، بل هو مجموعة من الاضطرابات التي تتصرف بشكل مختلف تماماً من مريض لآخر. ويكمن مفتاح البقاء على قيد الحياة في فهم الأخطاء الجينية المحددة التي تقود السرطان في كل فرد. يبحث الأطباء عن التغيرات في الحمض النووي لخلايا اللوكيميا، مثل الجينات المكسورة أو الأجزاء المكررة، لأن هذه التفاصيل هي التي تحدد مدى عدوانية المرض وأي الأدوية ستكون أكثر فعالية. لسنوات طويلة، كان العثور على هذه الأدلة عملية بطيئة؛ حيث تتطلب الاختبارات المعملية القياسية تشغيل آلات مختلفة والانتظار لتجميع العينات في دفعات، مما قد يستغرق عدة أيام. وفي مرض سريع التغير مثل اللوكيميا، فإن الانتظار لمدة ثلاثة إلى خمسة أيام للحصول على تقرير جيني يمكن أن يؤخر قرارات العلاج المنقذة للحياة.
قام باحثون في جامعة أوبسالا في السويد، بالتعاون مع زملاء من مستشفيات في فرنسا، بتطوير طريقة جديدة لتسريع هذه العملية. فقد ابتكروا اختباراً يستخدم تقنية تسمى "تسلسل القراءة الطويلة" لقراءة الشفرة الجينية لخلايا اللكيميا بشكل أسرع بكثير من السابق. وبدلاً من تكسير الحمض النووي إلى قطع صغيرة ومحاولة إعادة تجميعها مثل أحجية (بازل)، تقرأ هذه الطريقة مساحات طويلة ومتصلة من الشفرة الجينية. ركز الفريق على خمسة جينات محددة معروفة بأنها حاسمة في اللوكيميا، وهي: NPM1، وFLT3، وIDH1، وIDH2، وTP53. ومن خلال تصميم اختبار يستهدف هذه الجينات فقط، هدفوا إلى تقديم صورة جينية كاملة لمرض اللوكيميا لدى المريض في أقل من يومين، مما يسمح للأطباء ببدء العلاج المناسب في وقت أقرب.
اختبر الفريق نهجه الجديد عبر ثلاث مراحل لضمان دقته وموثوقيته. أولاً، نظروا إلى عينات لـ 36 مريضاً كانت طفراتهم الجينية معروفة بالفعل من اختبارات سابقة. قاموا بتشغيل هذه العينات عبر نظامهم الجديد، الذي يستخدم جهاز تسلسل يسمى "MinION". هذا الجهاز صغير بما يكفي ليوضع على مكتب، ويمكنه قراءة خيوط الحمض النووي أثناء مرورها عبر مسام دقيقة. وجد الباحثون أن الاختبار الجديد اكتشف 63 من أصل 64 طفرة معروفة، بنسبة نجاح تقارب 98 بالمائة. وقد نجح في تحديد أخطاء جينية معقدة، بما في ذلك نوع من الطفرات في جين FLT3 الذي يصعب رصده عادةً بالطرق القديمة. كما أظهر الاختبار قدرته على قراءة الشفرة الجينية بوضود كافٍ لتحديد ما إذا كان هناك طفرتان مختلفتان على نفس شريط الحمض النووي أو على أشرطة متقابلة، وهو تفصيل ضروري لفهم كيفية سلوك السرطان ولكنه غالباً ما يُفقد في الاختبارات القياسية.
بعد ذلك، ركز الباحثون تحديداً على جين TP53، الذي غالباً ما يكون طافراً في الحالات الصعبة من اللوكيميا. قاموا بتحليل عينات من 18 مريضاً يحملون طفرات متعددة في هذا الجين. وجد الاختبار الجديد كل طفرة من هذه الطفرات وحدد بنجاح ترتيبها على خيوط الحمض النووي. هذه القدرة على "تحديد المرحلة" (phasing) للطفرات، أو معرفة أي منها ينتقل معاً على نفس قطعة الحمض النووي، أكدت أن التكنولوجيا يمكنها التعامل مع أكثر السيناريوهات الجينية تعقيداً. أخيراً، وضع الفريق الاختبار قيد التجربة في بيئة سريرية واقعية؛ حيث أخذوا 26 مريضاً جديداً تم تشخيص إصابتهم باللوكيميا للتو، وأجروا عيناتهم عبر النظام الجديد جنباً إلى جنب مع الاختبارات المستشفى القياسية. كانت النتائج مثالية: وجد الاختبار الجديد كل طفرة وجدتها الاختبارات القياسية، ولم يسجل أي أخطاء كاذبة. استغرقت العملية برمتها، من لحظة وصول العينة إلى المختبر حتى التقرير النهائي، ما معدله 32 ساعة تقريباً.
تتمثل إحدى المزايا الأكثر أهمية لهذه الطريقة الجديدة في مرونتها. فالاختبارات الجينية التقليدية غالباً ما تتطلب من المختبر الانتظار حتى يتوفر لديهم عدد كافٍ من العينات لملء الآلة، مما يسبب تأخيرات. أما هذا النظام الجديد فيمكنه معالجة عينة مريض واحد فوراً، دون انتظار الآخرين. ووجد الباحثون أيضاً أن "الخلية التدفقية" (flow cell)، وهي الكرتوشة الصغيرة التي تحتفظ بالحمض النووي أثناء التسلسل، يمكن غسلها وإعادة استخدامها حتى خمس مرات دون فقدان الجودة. وهذا الإعادة في الاستخدام تحافظ على انخفاض تكلفة الاختبار، مما يجعله مقارباً لسعر الاختبارات القياسية المستخدمة حالياً لنوع واحد من الطفرات فقط. ورغم أن الاختبار دقيق للغاية، إلا أن الباحثين أشاروا إلى محدودية صغيرة: قد يغفل عن الطفرات النادرة جداً التي تظهر في أقل من واحد بالمائة من الخلايا. ومع ذلك، بالنسبة للغالبية العظمى من الحالات، يوفر هذا الاختبار السريع إجابة واضحة وفورية.
تثبت هذه الدراسة أنه من الممكن نقل التحليل الجيني المتقدم من مختبرات الأبحاث إلى الروتين اليومي للمستشفيات. ومن خلال تقديم معلومات جينية قابلة للتطبيق في غض-ن يومين، يتيح هذا النهج للأطباء اتخاذ قرارات مدروسة بشأن العلاج بشكل أسرع من ذي قبل. وقد بدأ الباحثون بالفعل في استخدام هذه الطريقة في مؤسستهم، وهم يدرسون كيفية اعتمادها على نطاق أوسع. وفي مجال غالباً ما يكون فيه الوقت هو العامل الأكثر حرجاً، توفر هذه التكنولوجيا وسيلة لرؤية المشهد الجيني لمرض اللوكيميا بوضوح وسرعة، مما يضمن حصول المرضى على الرعاية المناسبة في الوقت المناسب.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.