метод ngs что это
Преимплантационная генетическая диагностика эмбриона
До последнего времени единственным способом предотвратить рождение больного ребенка было прерывание беременности после того, как в результате диагностических процедур (пренатальная диагностика) получали подтверждение генетической патологии у плода. В случае преимплантационного генетического тестирования есть возможность отобрать эмбрионы без генетических аномалий еще до стадии переноса.
Как правило, у одной женщины получают несколько яйцеклеток, и почти всегда есть возможность выбрать хотя бы одну здоровую, которая даст жизнь здоровому ребенку. Полученные яйцеклетки сначала оплодотворяют, затем делают биопсию эмбрионов, отбирают с помощью генетического анализа здоровые эмбрионы и переносят их в матку женщины. Болезни, которые ребенок может получить от отца, можно определить только путем биопсии эмбриона.
Преимплантационная диагностика является единственной альтернативой методам пренатальной диагностики.
Типы ПГТ (Преимплантационная генетическая диагностика)
ПГТ разделяют на несколько типов по целевому направлению диагностики.
ПГТ-А – анализ анеуплоидий, направлен на выбор эмбриона с нормальным количеством хромосом. Чаще всего данный подход применяется для увеличения шансов на имплантацию при переносе. Он позволяет быстрее получить желаемую беременность (повышает шансы до 70-75%) и позволяет избежать переноса анеуплоидных эмбрионов, например, с синдромом Дауна.
ПГТ-М – тестирование на конкретную мутацию, выявленную у родственников. Это возможность исключения моногенных (обусловленных одним геном) заболеваний у переносимых эмбрионов. Необходима дополнительная предварительная диагностика родителей для уточнения, в каком именно участке гена могла произойти мутация. Стоит отметить, что диагностика проводится только на конкретную мутацию и гарантирует ее отсутствие в переносимом эмбрионе, но совершенно ничего не говорит об отсутствии других нарушений в его геноме.
ПГТ – SR – тестирование эмбрионов на наличие специфических перестроек в их ДНК, которые так же могут приводить к различным заболеваниям и передаваться по наследству.
Наши врачи
Показания к ПГД (ПГТ)
Какие болезни выявляет ПГТ-М? Уже сегодня возможна «выбраковка» до беременности эмбрионов с такими наследственными заболеваниями, как муковисцидоз, гемофилия А, болезнь Тей-Сакса, дефицит 1-антитрипсина, миатрофия Дюшена и др. (см. список).
Список некоторых наиболее распространенных наследственных заболеваний:
Наши преимущества
ребенка родилось благодаря нашим специалистам
Как правило, у одной женщины получают несколько яйцеклеток, и почти всегда есть возможность выбрать хотя бы одну лучшую, которая даст жизнь здоровому ребенку. Полученные яйцеклетки сначала оплодотворяют, затем эмбрионы культивируют и на 5-6-й день делают биопсию трофэктодермы – клеток, которые участвуют в формировании плаценты.
Такой подход меньше всего сказывается на жизнеспособности эмбрионов и, в отличие от биопсии на 3-й день, наименее травматичен. Полученные клетки под микроскопом помещают в специальные пробирки и передают в генетическую лабораторию. Среди всех биоптатов, отбирают с помощью генетического анализа те эмбрионы, что не несут патологии и именно их переносят в матку женщины.
Что дальше? ПГТ методом NGS
Секвенирование нового поколения – NGS (Next Generation Sequencing) – это метод определения последовательности нуклеотидов в ДНК.
Технология позволяет проводить анализ последовательности ДНК одновременно в большом количестве участков хромосомы, что дает возможность значительного ускорения всего процесса и снижает себестоимость. Для определения последовательности нуклеотидов (структур ДНК) необходимо создать копию исследуемой ДНК.
Существует несколько путей определения последовательности нуклеотидов в интересующей нас ДНК при помощи NGS. Эту последовательность можно определить с помощью измерения кислотности среды (ph) при удлинении копируемой цепочки; второй путь заключается в использовании «меченых» нуклеотидов: их считывает светочувствительная матрица, а компьютер обрабатывает информацию и строит цепочку ДНК.
Оба метода требуют получения достаточного для анализа последовательности количества ДНК. В случае работы с биоптатом трофэктодермы (при проведении ПТГ) речь идет о тонком процессе выделения ДНК из единичных клеток. Для увеличения количества ДНК и возможности безошибочной диагностики применяют метод т.н. «полногеномной амплификации» (WGA), позволяющей в миллионы раз увеличить копии всей ДНК в образце. Трудность в том, что WGA не идентифицирует отдельно источник ДНК, то есть одинаково эффективно будет удваивать и ДНК клеток эмбриона и ДНК, занесенную в реакцию извне.
Поэтому чистота выполнения всех процедур биопсии и подготовки пробы к анализу критична для адекватного ответа генетической лаборатории и проверяется множественными контролями. Например, в нашей лаборатории–партнере всегда проводится контроль чистоты вновь приготовленного «буфера» (среды с ДНК), контроль его функциональной работы, контроль правильного раскапывания буфера в пробирки для анализа, контроль чистоты индивидуально для каждого образца, контроль работоспособности буфера с единичными клетками. Эмбриологи нашей лаборатории, в обязательном порядке, проходят тестовую биопсию, позволяющую минимизировать человеческий фактор ошибок.
После WGA возможно проведение уже самого анализа последовательности полученной ДНК. Все описанные этапы автоматизированы и проходят в специальном приборе под контролем компьютерной программы. На первом этапе создается так называемая библиотека случайных последовательностей ДНК – геном режется на небольшие фрагменты длиной от 25 до 20 000 нуклеотидов, каждый из которых присоединяется к специальным адаптерным участкам с известной последовательностью.
Второй этап — создание копий этих последовательностей при помощи эмульсионной ПЦР (когда в каждой капельке масла в суспензии ферментов амплифицируется индивидуальная молекула ДНК). Третий этап — определение первичной структуры всех фрагментов тем или иным способом. И в заключении, обработка полученных данных, их анализ и интерпретация.
Нажимая кнопку “Отправить заявку”, Вы даете согласие на обработку Ваших персональных данных в соответствии с условиями
Очевидно, что точность определения последовательности ДНК будет зависеть от количества прочтений – ридов (сколько раз один и тот же участок прошел анализ) матрицы – чем их больше – тем точнее. В современных протоколах для ПГТ-А используют сотни тысяч таких ридов, а при анализе единичных мутаций конкретного гена ( ПГТ-М ) – миллионы. За счет этого удается добиться поразительной точности анализа и исключить ошибки неправильного прочтения нуклеотидов.
Заключительным этапом является т.н. биоинформатический анализ полученных данных. Зачастую именно анализ и выявление клинически-значимых отклонений последовательности ДНК и определение критериев их значимости занимает больше времени само определение последовательности. Метод NGS в практике ПГТ дает практически неограниченные возможности; определение хромосомных поломок – лишь незначительная толика того, что может дать этот метод. Достаточно упомянуть о том, что с помощью NGS можно расшифровать весь геном человека!
Выбор правильного подхода и цели исследования определяются на этапе генетического консультирования (желательно до начала процедуры ЭКО!) и может потребовать дополнительных подготовительных исследований ДНК родителей или родственников в случае программ ПГТ при подозрении на наследственное заболевание. Как правило, в большинстве случаев ПГТ достаточно довольно поверхностного анализа генетической информации эмбриона или его родителей.
Секвенирование NGS
NGS, или next generation sequencing, — секвенирование нового поколения. Термин означает определение нуклеотидной последовательности (исследование первичной структуры) ДНК или РНК. Секвенировать можно и другие биополимерные молекулы, например белки, но в этой статье речь пойдет только о нуклеиновых кислотах.
В настоящее время применяется несколько вариантов метода. Один из наиболее распространенных — секвенирование по Сэнгеру. Преимуществом является высокая точность и относительно низкая стоимость при исследовании небольших фрагментов ДНК. Недостатком является низкая пропускная способность и дороговизна при исследовании большого объема данных. Именно эти минусы стали основой для разработки и внедрения более современной технологии — NGS.
Особенности NGS
Необходимость разработки NGS была обусловлена стремлением к автоматизации анализа, увеличению объема получаемой информации и снижению стоимости исследования. Принцип технологии NGS основан на массовом одновременном секвенировании тысяч фрагментов ДНК на базе подготовленных однонитевых библиотек. Методика включает три этапа:
Методы NGS имеют большую производительность, позволяют выполнять одновременное считывание миллиардов коротких фрагментов нуклеиновых кислот. Кроме того, NGS дает возможность проводить секвенирование сразу нескольких десятков геномов за один запуск анализатора.
Виды NGS
Технология секвенирования следующего поколения может быть реализована на основе следующих методов:
Области применения NGS
В медико-генетическом центре «Геномед» имеется современное оборудование и квалифицированный персонал для проведения секвенирования методом NGS.
Как работает секвенирование нового поколения (NGS) на примере технологии Ion Torrent.
Технология секвенирования нового поколения (NGS) произвела революцию в генетике и обеспечила развитие персонализированной медицины благодаря своей скорости, пропускной способности и точности. В этой статье рассказываем больше о возможностях NGS на примере технологии Ion Torrent Thermo Fisher Scientific.
Секвенирование нового поколения (NGS) — это высокопроизводительный метод, достигаемый путем секвенирования клонально амплифицированных ДНК-матриц в массовом масштабе. Метод имеет широкое применение и открывает исследователям новые возможности в изучении геномов, транскриптомов или экзомов любого организма. Высокая производительность, скорость и масштабируемость технологии NGS позволяют исследовать биологические системы на новом уровне.
Особое значение метод секвенирования нового поколения приобрел в изучении генома вируса SARS-CoV-2 и понимании мутаций, которые в нем происходят. Благодаря NGS ученые получили возможность отслеживать изменения в геноме возбудителя СОVID-19, которые происходят постоянно в течение пандемии и приводят к появлению новых вариантов вируса — Альфа, Каппа, Дельта, Дельта +и других. В отличие от ПЦР-тестов, устанавливающих факт наличия или отсутствия в организме человека коронавируса путем определения его генетического материала, геномное секвенирование позволяет не только выявить вирус, но и идентифицировать конкретный вариант, а также новые (ранее не описанные) изменения в генах вируса. Кроме того, эта технология и оборудование позволяют работать и с другими патогенами (гельминтами, микроорганизмами и вирусами) на геномном уровне.
В октябре 2021 года технологию взял на вооружение Центр общественного здоровья (ЦОЗ) Украины для выявления мутаций в геноме вируса SARS-CoV-2 и идентификации его вариантов, преобладающих среди населения страны. В лаборатории ЦОЗ установлено оборудование для работы с технологией NGS, разработанное партнером “АЛТ Украина” — компанией Thermo Fisher Scientific. Рассказываем больше о технологии и оборудовании.
NGS на примере Ion Torrent. Как работает технология
Секвенирование нового поколения Ion Torrent основано на обнаружении ионов водорода, которые высвобождаются в ходе полимеризации ДНК и присоединении каждого следующего основания (одной из четырех букв: А, Т, Г, Ц). При этом происходит фиксация изменения pH с помощью полупроводниковых чипов. При этом одновременно фиксируются миллионы таких изменений, чтобы определить последовательность каждого фрагмента, буква за буквой.
Полупроводниковый подход, в отличие от оптики или модифицированных нуклеотидов, используемых в других технологиях NGS, помогает лаборатории реализовать быстрый и простой рабочий процесс, в соответствии с исследовательскими потребностями в различных приложениях.
Схема рабочего процесса NGS
Шаг 1. Создание библиотек
Библиотеки для секвенирования создаются из ДНК (или кДНК) соответствующих образцов, которая преобразуется в относительно короткие двухцепочечные фрагменты (100–800 п.н.). Полученные фрагменты ДНК соединяют со специфическими для технологии последовательностями адаптеров, образуя библиотеку фрагментов. Эти адаптеры имеют уникальный молекулярный «штрих-код», поэтому каждый образец может быть помечен уникальной последовательностью ДНК. Это позволяет одновременно смешивать и секвенировать несколько образцов. Данный подход, называемый «мультиплексированием», значительно экономит время и деньги при проведении исследований с использованием секвенирования.
Шаг 2. Клональная амплификация
Перед секвенированием библиотеку ДНК необходимо прикрепить к твердой поверхности и клонально амплифицировать, чтобы увеличить сигнал, который должен быть обнаружен от каждой мишени во время секвенирования. При этом каждая уникальная молекула ДНК в библиотеке связывается с поверхностью шарика или проточной ячейки и амплифицируется с помощью ПЦР для создания набора идентичных клонов.
Шаг 3. Секвенирование
Далее созданные библиотеки ДНК секвенируются при использовании геномных секвенаторов. Хотя каждая технология NGS уникальна, большинство из них используют «секвенирование путем синтеза», считывая отдельные основания по мере их прибавления вдоль полимеризованной цепи. Это цикл с общими этапами: синтез основания ДНК на одноцепочечной ДНК с последующим обнаружением встроенного основания и последующим удалением реагентов для перезапуска цикла. На каждом из циклов прибор фиксирует наличие (буква присоединилась) или отсутствие (не присоединилась) изменения pH, зная какой из четырех нуклеотидов был в составе реагентов на этом цикле.
Шаг 4. Анализ данных.
Каждый эксперимент NGS генерирует большие объемы сложных данных, состоящих из коротких считываний ДНК. Хотя каждая технологическая платформа имеет свои собственные алгоритмы и инструменты анализа данных, в целом они используют схожий «конвейер» анализа и используют общие метрики для оценки качества наборов данных NGS.
Основные приложения NGS. Области применения технологии
Комплексное исследование болезней
Инфекционные болезни и эпидемиология
Идентификация личности человека (HID)
Секвенирование всего генома животных и растений
Полногеномное секвенирование (WGS) — это наиболее полный метод, который позволяет проводить углубленный анализ целых геномов, включая экзоны, некодирующие области и структурные варианты. WGS не требует предварительного знания анализируемой последовательности генома, поэтому это лучший метод для обнаружения новых генетических вариаций, связанных с заболеваниями, сборкой генома De novo, микробным секвенированием и низкочастотным секвенированием генома для определения числа копий / анеуплоидий.
На сегодняшний день крайне актуальным остается секвенирование всего генома человека. Однако при этом остаются определенные сложности, связанные с анализом полученных данных. Существующие базы данных не являются ни полными, ни точными. В результате, для многих исследовательских лабораторий стоимость секвенирования всего генома человека, его биоинформатический анализ, хранение большого объема данных и др., являются до сих пор не подъемными. Чтобы решить эту проблему, многие исследователи используют целевые подходы к секвенированию, такие как анализ экзома, секвенирование групп генов, использование панелей для конкретных регионов, чтобы улучшить охват последовательностей и снизить общие затраты на рабочий процесс секвенирования.
Технология Ion AmpliSeq
Компания Thermo Fisher Scientific разработала усовершенствованное обогащение ампликонов с помощью технологии Ion AmpliSeq. Уникальной особенностью этой технологии является возможность мультиплексирования до 24 000 пар праймеров ПЦР в одной реакции, что позволяет исследователям секвенировать сотни генов из нескольких образцов за один цикл секвенирования с быстрым временем выполнения и низкой стоимостью.
Исследование микробиома
Микробиом — это сложная экосистема, которая уникальна для каждого человека, поскольку она изменяется и адаптируется из-за различных нагрузок окружающей среды, с которыми человек сталкивается на протяжении всей своей жизни. Исследователи используют NGS, чтобы понять генетический состав микробиома и определить, какие микробы могут быть полезны, а какие вредны для здоровья. Этот NGS анализ теперь включаются в клинические исследования, и они значительно влияют на будущее персонализированной медицины. По мере продвижения вперед можно легко представить себе использование анализа микробиома с помощью NGS для определения биомаркеров и стратификации популяций пациентов, что может помочь улучшить терапевтические результаты в будущем.
Исследование рака
Секвенирование нового поколения (NGS) значительно расширило наше понимание биологии рака и произвело революцию в изучении и лечении рака. Исследования в области геномики выявили значительную генетическую гетерогенность даже среди видов рака, которые ранее считались идентичными. Открытие этих уникальных молекулярных «сигнатур» добавило новый уровень сложности в разработку потенциальных методов лечения рака и стимулировало рост точной медицины. Эти результаты могут привести к будущей реклассификации типов опухолей на основе молекулярных профилей и помочь в выборе лечения на основе геномных биомаркеров. Они привели к созданию Атласа генома рака (TCGA), Базы данных о молекулярных изменениях у различных типов рака, Общего атласа рака, Справочной библиотеки ключевых публикаций о моделях происхождения раковых клеток и др.
В качестве заключения
При выборе наиболее подходящего подхода к проекту секвенирования генов необходимо учитывать множество факторов. WGS — очень мощный инструмент, но стоимость такого подхода до сих пор достаточна высока для массового использования. Целевой подход часто является более подходящей и рентабельной альтернативой, особенно для диагностических и конкретных клинических исследований. По мере того как наши знания о генетике, связанной с болезнями, приумножаются, потребность в использовании геномного секвенирования все больше и больше возрастает, и становится востребованной. Более того, персональные генетические панели для метода NGS станут шагом вперед, снижая затраты и анализ данных.
ПГД последнего поколения: метод NGS
NGS (next generation sequencing, высокопроизводительное секвенирование) – самый инновационный метод преимплантационной генетической диагностики. Эта технология в последнее время все больше вытесняет метод CGH и находит более широкое применение в клиниках ВРТ в мире.
Найти врача по направлению ПГД последнего поколения: метод NGS
NGS основан на определении последовательности ДНК, чем принципиально отличается от других методов ПГД, и открывает новые возможности в диагностике эмбрионов, например, позволяет определить, есть ли у конкретного эмбриона мозаицизм – наличие клеток с разным хромосомным набором. Мозаицизм может стать причиной невынашивания беременности и рождения ребенка с серьезной патологией, представляющей опасность для его жизни. Диагностика мозаицизма в доимплантационном периоде позволяет выбирать генетически здоровые эмбрионы для переноса и повысить уровень наступления и благополучного вынашивания беременности. Успех программы ЭКО после применения данного метода диагностики составляет около 70%.
Цены на услуги
Администрация клиники принимает все меры по своевременному обновлению размещенного на сайте прайс-листа, однако во избежание возможных недоразумений, советуем уточнять стоимость услуг и сроки выполнения анализов по телефону
Вопрос-ответ
В целях улучшения работы сайта использует cookie
Продолжая пользоваться нашим сайтом, вы выражаете свое согласие на обработку ваших персональных данных с использованием интернет-сервисов «Google Analytics» и «Яндекс Метрика».
В случае отказа от обработки ваших персональных данных вы можете отключить сохранение cookie в настройках вашего браузера или прекратить использование сайта.
Метод ngs что это
Синонимы русские
Эффективность противоопухолевой терапии, профилирование опухоли.
Genetic profile of the tumor.
Cеквенирование следующего поколения (NGS) и иммуногистохимия.
Какой биоматериал нужно использовать для исследования?
Общая информация об исследовании
В результате проведения исследования можно получить полную картину заболевания:
— исследование включает в себя все тесты, рекомендованные NCCN, ESMO, RUSSCO;
— проводится секвенирование 50 основных генов для поиска мишеней таргетной терапии (ABL1, AKT1, ALK, APC, ATM, BRAF, CDH1, CDKN2A, CSF1R, CTNNB1, EGFR, ERBB2, ERBB4, EZH2, FBXW7, FGFR1, FGFR2, FGFR3, FLT3, GNA11, GNAQ, GNAS, HNF1A, HRAS, IDH1, IDH2, JAK2, JAK3, KDR, KIT, KRAS, MET, MLH1, MPL, NOTCH1, NPM1, NRAS, PDGFRA, PIK3CA, PTEN, PTPN11, RB1, RET, SMAD4, SMARCB1, SMO, SRC, STK11, TP53, VHL);
— оценка потенциальной эффективности иммунотерапии: MSI, ИГХ PD-L1.
Когда назначается исследование?
В случаях когда нужно собрать развернутую информацию о молекулярно-генетических особенностях опухоли для принятия решения о назначении терапии:
Что означают результаты?
Результаты исследования предназначены для использования специалистами в области клинической онкологии. На основании описанных в отчете молекулярных особенностей опухоли врач принимает информированное решение о дальнейшей тактике лечения.