Nadir Genetik Hastalıklar için DNA-Seq ve RNA-Seq Verilerine Dayalı Etkin Tanı Yöntemi Geliştirilmesi
Fonlayıcı Kuruluş: TÜBİTAK
Program: 1501 / Sanayi̇ Ar-Ge Projeleri̇ Destekleme Programi
Konsorsiyum Ortakları: PhiTech (Türkiye)
Proje Bütçesi: 5 M ₺
Dönemi: 2021-2023
Projenin Kapsamı: Klinikte rutin olarak kullanılan DNA tabanlı dizileme analizleri ile nadir genetik hastalıkların tanı oranı %50 seviyesinde kalmaktadır. Popülasyonda karşılaşılan vaka sayısının oldukça az olması, bu vakaların yüksek fenotipik ve genotipik heterojeniteye sahip olması gibi nedenler nadir hastalıkların tanısında ve dolayısıyla bu hastalıkların yönetiminde kısıtlamalara neden olmaktadır. Rutinde kullanılan genomik analizlerin tanıda yetersiz kalması sorununa çözüm olarak RNA-Seq verileri çok önemli bir kaynak teşkil etmektedir. Bu veriler ile sadece transkriptom bilgisi değil, varyant bilgisi, splicing (uç birleştirme bölgeleri) bilgisi gibi ek bilgiler de elde edilebilmektedir. Literatürde, RNA-Seq verilerin analizlere dahil edilmesinin tanı gücüne katkı sağladığı raporlanmıştır. Proje kapsamında multi omik yaklaşımların ve hasta fenotip bilgisinin entegre edildiği bir iş akışı sayesinde nadir hastalıklardaki tanı oranının arttırılması hedeflenmektedir.
Yeni nesil dizileme (Next Generation Sequencing (NGS) teknolojileri hastalıklara sebep olan varyantların kısa sürede, fiyat etkin olarak tespit edilmesine olanak sağlamaktadır. Klinikte NGS teknolojisinin kullanılmaya başlanmasıyla hem bilinen hem de yeni hastalık genlerindeki genetik bozuklukları tanımlama kapasitesi artmıştır. 2010-2015 yılları arasında, Mendel hastalıklarıyla ilişkili 555 genin NGS kullanılarak keşfedilmesini takiben Tüm Ekzom Dizileme, mendel kalıtımından şüphelenilen heterojen yapıdaki nadir hastalıkların teşhisi için kullanılan güncel yöntem haline gelmiştir. Tüm genomun %1-2'sini oluşturan ve protein kodlayan kısımların dizilenmesi olarak tanımlanan WES teknolojisi klinikte rutin olarak kullanılsa da hastalık türüne ve hasta seçimine bağlı olarak nadir mendel hastalıklarının ancak %30-%50'sinde tanıyı mümkün kılmaktadır (Fresard ve Montgomery, 2018). Klinikte bu sonuçların elde edilmesinde birçok faktör etkili olabilmektedir. Bunlar, i) ekzom dizileme sonucunda çok sayıda önemi bilinmeyen varyantın (variant of unknown significance, VUS) bulunması ve bu varyantların hastalıklarla ilişkisinin bilinmemesi nedeniyle yorumlanamaması, ii) yapısal varyantların, intergenik bölgelerin, üçlü tekrarların, mitokondriyal gen bölgelerinin WES ile analiz edilememesi iii) kompleks kalıtım problemi. Bu nedenlerden dolayı nadir genetik hastalıkları teşhis edebilmek için gen ifade seviyesi, anormal uç birleştirme analizi gibi WES ile sağlanamayan fakat RNA seq verisinden elde edilebilen ek bilgilere ihtiyaç vardır. Literatürde birçok çalışmada, WGS ve WES verisi kullanarak %25-50 seviyesinde kalan teşhis oranının, RNA-Seq verisi katkısı ile %10-35 oranında arttığı gösterilmiştir. Yapılan çalışmalarda RNA seq verisinin teşhis üzerindeki etkisi gösterilse de klinik uygulamalarda RNA seq verisi teşhis yöntemi olarak henüz kullanılmamaktadır.
Proje kapsamında nadir hastalıkların %50'de kalan teşhis oranın artırılması ve WES ile teşhis edilemeyen hastalarda RNA seq verisinden elde edilen bilgi ışığında tanı konulabilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda klinikte rutin olarak kullanılabilecek ve nadir hastalıklar özelinde iyileştirilmiş en iyi iş akışı (best practice) geliştirilecektir.
Bu amaç doğrultusunda RNA-Seq'in klinik uygulamaya girebilmesi için hem dizileme hem de analiz kısmındaki standartlar PhiTech ve Mikrogen tarafından belirlenecektir. Dizilemedeki tekrarlanabilirlik ve kaliteli veri eldesi Mikrogen tarafından sağlanırken biyoinformatik analizler ile ilgili kısım PhiTech tarafından geliştirilecek ve optimize edilecektir. Proje kapsamında geliştirilen iş akışının sonucunda elde edilecek aday ve nedensel varyant listesinin oluşturulması firmamız ve PhiTech işbirliği ile sağlanacaktır.