Automazione dell’analisi del cancro ereditario con la soluzione integrata SOPHiA GENETICS e HAMILTON STARlet.
Grazie alle piattaforme HAMILTON e all’intelligenza artificiale alla base della soluzione di SOPHiA GENETICS, l’automazione nell’ambito dell’analisi del cancro fa passi da gigante. Scopriamo come è possibile analizzare i campioni dei pazienti in modo più efficace e più affidabile.
Il cancro ereditario, seppur rappresenti una piccola percentuale di tutti i casi di tumore, è molto rilevante in quanto è dovuto a mutazioni costitutive, ovvero presenti in tutte le cellule dell’organismo. Questo tipo di mutazioni genetiche fa aumentare in maniera significativa il rischio di sviluppare tumori ed è quindi estremamente importante effettuare una diagnosi precoce e affidabile. L’automazione di questa analisi è molto richiesta soprattutto al fine di minimizzare l’intervento dell’operatore e di conseguenza il rischio connesso all’errore umano.
Perché è importante l’automazione anche nel sequenziamento del DNA?
La procedura nota come Next-Generation Sequencing (NGS) richiede molte manipolazioni del campione e, come sempre, le procedure manuali possono introdurre errori [distorsioni]: eliminare questi errori significa ridurre la variabilità del test e garantire risultati più affidabili.
Secondo l’esperienza e la ricerca di Sophia Genetics nel campo dell’analisi del cancro ereditario (in inglese Hereditary Cancer Solution, HCS), l’automazione dei processi è un passaggio fondamentale per ottenere risultati di elevato livello che siano conformi con gli standard clinici.
In particolare, la HCS è un’applicazione del sequenziamento di nuova generazione che permette di rilevare le mutazioni in 26 geni associati con forme ereditarie di tumori al seno, alle ovaie e all’apparato digerente.
L’analisi utilizza un sistema di intelligenza artificiale messo a punto da SOPHiA Genetics chiamato SOPHiA™ Artificial Intelligence, collegato a un kit di arricchimento dei campioni e a una piattaforma chiamata SOPHiA DDM®.
Il DNA estratto viene manipolato sulla piattaforma automatizzata Hamilton STARlet, che può gestire fino a 24 campioni contemporaneamente. Questo strumento, inoltre permette di effettuare direttamente l’amplificazione del DNA attraverso la reazione a catena della polimerasi (Polimerase Chain Reaction, PCR), indispensabile per avere a disposizione la quantità necessaria di materiale genetico per i test successivi e in particolare per il sequenziamento tramite NGS.
L’analisi del cancro ereditario richiede analisi approfondite
Oltre a questo passaggio sono necessarie sei lavorazioni preparatorie e quattro successive per ottenere un campione conforme agli standard clinici, tutti realizzati in modo automatico grazie al sequenziatore Hamilton STARlet.
L’automazione con Hamilton STARlet della soluzione messa a punto da SOPHiA Genetics, permette di ridurre e quasi annullare gli errori introdotti dalla preparazione manuale del campione nel passaggio definito “Library Preparation”, garantendo la massima efficacia dell’analisi.
Recentemente Hamilton e SOPHiA Genetics hanno condotto uno studio di validazione su 46 campioni. Questi campioni contenevano un largo spettro di mutazioni rappresentative che hanno consentito la stima della sensibilità del sistema nell’individuazione delle varianti genetiche. Tali varianti sono state tutte individuate dal software di SOPHiA Genetics inclusi gli eventi di conversione genica che sono notoriamente difficili da identificare.
La soluzione combinata dell’automazione HAMILTON con i prodotti SOPHiA GENETICS, costituisce al momento un flusso di lavoro unico sul mercato, che permette di processare i campioni dei pazienti in soli due giorni di lavoro con un’affidabilità non raggiungibile con la gestione manuale dei complessi e numerosi passaggi richiesti dalla soluzione.
I risultati della sperimentazione
Come possiamo vedere dal documento ufficiale, l’automazione dell’analisi del cancro ereditario conduce a una copertura estremamente uniforme, segno di affidabilità, e a una elevata percentuale di letture in target, anche nel primo esone (frammento di DNA). Inoltre ogni variazione e mutazione nei geni è stata rilevata con precisione, anche quelle più critiche da identificare, come le indel lunghe e gli eventi di conversione genica.
Questo livello di affidabilità è raggiunto grazie a una sufficiente serie di letture per ogni campione, circa 2,3 milioni, con una copertura uniforme che conduce a un risultato qualitativamente molto buono: le letture mappate in target infatti sono pari a circa l’85%, che permette al 90% delle regioni analizzate di essere coperte con più di mille campioni ciascuna. Avere una grande affidabilità permette di ottenere uno dei risultati più importanti in campo medico e scientifico, cioè una elevata riproducibilità dei risultati e dei test.
La documentazione informativa è disponibile in formato PDF.
