30.08.2019 - 15:45 Author:
Meilahti Communications

Uu­det ana­lyy­si­me­ne­tel­mät edis­tä­vät äi­din ve­ri­näyt­tee­seen pe­rus­tu­vaa si­kiö­tes­taus­ta

Helsingin yliopiston ja Tarton yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden laskennallisen menetelmän, jonka avulla yleisimpien sikiön kromosomipoikkeavuuksien tunnistaminen äidin verinäytteestä modernien sekvensointiteknologioiden avulla helpottuu. Data-analytiikan kehittyminen laskee myös tutkimuksen hintaa ja mahdollistaa näin testausmenetelmän laajemman käyttöönoton.

Kajoamaton sikiöaikainen testaus (NIPT, noninvasive prenatal testing) on suhteellisen uusi sikiödiagnostiikan menetelmä. Se perustuu sekvensointimenetelmiin, joiden avulla hyvin pienten sikiöperäisten DNA-määrien tunnistaminen äidin verenkierrosta on mahdollista. NIPT-testaukseen soveltuvien data-analysointimenetelmien puute on kuitenkin hidastanut menetelmän laajempaa käyttöönottoa.  

Helsingin ja Tarton yliopistojen yhteistyönä kehitetty uusi data-analyysimenetelmä vastaa tähän tarpeeseen. Menetelmä hyödyntää uutta sekvensointiteknologiaa, jossa keskitytään vain niihin kromosomialueisiin, joiden kopiolukumäärä tavallisimmissa sikiön kromosomipoikkeavuuksissa muuttuu. Uusi menetelmä on kuvattu hiljattain PLoS ONE -tiedelehdessä. Ohjelmistokoodi on myös julkaistu ja vapaasti hyödynnettävissä.

Kehitetty analyysimalli on kaksivaiheinen ja hyödyntää uusimpia tiedon louhinnan, luokittelun ja koneoppimisen malleja. Analyysin lopputuloksena saadaan arvio kromosomipoikkeavuuksien, kuten trisomioiden todennäköisyydestä kunkin tutkitun kromosomin osalta. Poikkeavuuksien lisäksi menetelmän avulla saadaan tietoa siitä, kummalta vanhemmista ylimääräinen tai puuttuva kromosomi on peräisin. Tämä tieto on joidenkin kromosomipoikkeavuuksien osalta kliinisesti tärkeä.

Tutkimusta johtaneen, Helsingin yliopiston Suomen molekyylilääketieteen instituutissa (FIMM) työskentelevän Priit Paltan mukaan nyt kehitetty analyysimenetelmä on tähän saakka puuttunut lenkki, joka mahdollistaa uuden sekvensointiteknologian optimaalisen hyödyntämisen NIPT-testauksessa.    

– NIPT-testauksen data-analyysivaihe ja sikiön kromosomipoikkeavuuden tunnistaminen äidin verinäytteestä on haastava tehtävä. Nyt olemme vihdoinkin tilanteessa, jossa sekä laboratoriomenetelmät että laskennalliset työkalut ovat tarpeeksi kehittyneitä ja mahdollistavat kustannustehokkaiden NIPT-testien tarjoamisen terveydenhuollossa.

Useimmat aiemmin kehitetyistä NIPT-testeistä perustuvat koko genomin sekvensointiin. Tämän menetelmän suuret kustannukset ovat vaikuttaneet myös NIPT-testauksen suhteelliseen kalliiseen hintaan. Testaus maksaa Virossa noin 250 euroa ja Suomessa noin 550 euroa.

Tutkimusryhmän hyödyntämän kohdennetun sekvensointimenetelmän, TAC-seqin avulla, sekvensoinnissa voidaan keskittyä vain diagnostisesti oleellisiin alueisiin ja käsitellä näin huomattavasti enemmän potilasnäytteitä samalla kertaa.   

Tutkimukseen osallistunut Kaarel Krjutškov Tarton Competence Centre on Health Technologies -keskuksesta toteaa NIPT-menetelmän olevan erinomainen esimerkki täsmälääketieteen sovelluksesta, joka on jo yleisessä lääketieteellisessä käytössä.

– Äidin verinäytteestä saadun sikiöperäisen DNA:n sekvensointi on NIPT-tutkimusten perusta. Nykyiset sekvensointiteknologiat ovat todella edistyneitä ja mahdollistavat DNA-molekyylien määrän ja laadun tarkan arvioimisen. Uudenlaisia laskennallisia menetelmiä soveltamalla voimme kehittää aiempaa edullisempia kohdennettuja testejä ja saada näin samasta määrästä sekvenssidataa enemmän kliinisesti merkittävää tietoa, mikä tulee parantamaan raskausajan terveydenhoidon laatua lähitulevaisuudessa. 

Li­sä­tie­to­ja:

Vanhempi tutkija, FT Priit Palta, Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM, Helsingin yliopisto ja Tarton yliopisto

Puh. 040 323 7379

Sähköposti: priit.palta@helsinki.fi

Viite: Teder H, Paluoja P, Rekker K, Salumets A, Krjutškov K, Palta P (2019). Computational framework for targeted high-coverage sequencing based NIPT. PLoS ONE 14(7): e0209139. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209139

Last updated: 06.09.2019 - 19:51