Широкое применение секвенирования следующего поколения (NGS), главным образом для расшифрофки целого генома, экзома и транскриптома, обеспечивает высокое разрешение и глобальное представление о геноме рака. В сочетании с мощными инструментами биоинформатики NGS обещает произвести революцию в исследованиях, диагностике и терапии. Секвенирование по Сэнгеру доминировало в геномных исследованиях в течение последних двух десятилетий и достигло ряда значительных достижений, включая завершение расшифровки последовательности генома человека, что сделало возможным выявление нарушений одного гена и выявление целевых соматических мутаций для клинической молекулярной диагностики. Исследования такого типа проводятся на капиллярных секвенаторах Applied Biosystems 3500. Несмотря на достижения метода Сэнгера, исследователи требуют более быстрого и более экономичного секвенирования, что привело к появлению технологий «следующего поколения». Способность NGS производить огромный объем данных по относительно низкой цене позволил исследователям охарактеризовать молекулярный ландшафт различных типов рака и привел к значительным успехам в исследованиях генома рака.

Применение NGS, главным образом для расшифровки целого генома (WGS) и целого экзома (WES), привело к взрыву в контексте и сложности изменений генома рака, включая точечные мутации, небольшие вставки или делеции, чередование номеров копий и структурные изменения. Сравнивая эти изменения с подобранными нормальными образцами, исследователи смогли выделить две категории вариантов: соматическая и зародышевая линия. Метод полного транскриптома (RNA-Seq) может не только количественно определять профили экспрессии генов, но также обнаруживать альтернативный сплайсинг, редактирование РНК и слияние транскриптов. Кроме того, эпигенетические изменения, изменения метилирования ДНК и модификации гистонов могут быть изучены с использованием других подходов секвенирования, сочетание которых с технологий NGS обеспечивает высокое разрешение и глобальное представление о геноме рака. Используя мощные инструменты биоинформатики, исследователи стремятся расшифровать огромное количество данных, чтобы улучшить наше понимание биологии рака и разработать индивидуальную стратегию лечения. фигура показан процесс интеграции данных омики в исследования рака и клиническое применение.

Хотя NGS уже помог исследователям получить огромное количествоо информации в области диагностики рака, проблемы с переводом больших объемов данных онкогеномики в информацию, которая может быть легко интерпретируемой и доступной для лечения рака, еще впереди. С вычислительной точки зрения многие технические и статистические вопросы остаются нерешенными. Несмотря на новые методы комплексной каталогизации геномных вариантов, прогнозирование их функционального эффекта и выявление причинно-следственных вариантов заболевания все еще находятся на ранней стадии. Современные алгоритмы количественного определения выражения изоформ не являются вычислительно тривиальными и невероятно трудны для объяснения. Хотя концепция интегративного анализа не нова, прогнозирующие сети или модели маршрутов, которые объединяют различные данные, все еще находятся в стадии разработки. Самое главное, поскольку технологии и методологии секвенирования быстро развиваются, поэтому сложно хранить, анализировать и представлять данные прозрачным и воспроизводимым методом. С другой стороны, сложность и неоднородность опухоли усложняют анализ и интерпретацию данных секвенирования. Неоднородность динамична и развивается со временем.

Сегодня на рынке представлено не так много секвенаторов NGS. Это связано с их высокой стоимостью и сложностью производства. Компания Пущинские лаборатории (www.laboratorii.com) является официальным дистрибьютором Thermo Scientific. Мы оказываем консультации, гарантийное и постгарантийное обслуживание секвенаторов бренда Applied Biosystems.