Genome-wide copy number profiles from tumour DNA targeted sequencing

• Autores: David Gomez Sanchez
• Directores de la Tesis: Geoffrey Macintyre (dir. tes.), Luis Paz-Ares Rodríguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Perfiles de número de copias a nivel de genoma completo a partir de datos de secuenciación dirigida a ADN tumoral
• Tribunal Calificador de la Tesis: Guillermo Velasco Díez (presid.), Gabriel Piedrafita Fernández (secret.), Daniel Rueda Fernández (voc.), Fátima Al-Shahrour (voc.), Matthew Elridge (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Oncología
      • Genética clínica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La secuenciación dirigida basada en captura se utiliza rutinariamente para la detección de pequeñas variantes en la atención clínica del cáncer. Estas tecnologías, además de secuenciar el ADN objetivo, también secuencian ADN adicional, producto de una falta de eficiencia completa. Las lecturas generadas aparentemente no deseadas, se distribuyen a lo largo de todo el genoma, ofreciendo la posibilidad de extraer un perfil de número de copias de genoma completo sin necesidad de requisitos experimentales adicionales. Sin embargo, estas lecturas muestran fuentes de sesgo que deben corregirse para permitir un perfil robusto del número de copias. Los enfoques actuales de corrección generalmente requieren que se utilicen tejidos normales y no tumorales como referencia para tener en cuenta estos sesgos. Desafortunadamente, en la mayoría de los flujos de trabajo clínicos, no se realiza un perfilado de tejido normal. Por esa razón, los enfoques actuales en la clínica se limitan a proporcionar el estado del número de copias de genes individuales. Alternativamente, se agrega una estructura de polimorfismos de nucleótido único (SNP) al ensayo para facilitar la interrogación del número de copias a nivel de genoma completo, pero esto requiere trabajo experimental adicional.Cuatro fuentes principales de ruido técnico afectan el sesgo en la profundidad de las lecturas fuera del objetivo: la mapeabilidad, el contenido de GC, el sesgo de captura y el tiempo de replicación. En esta tesis, identifico el sesgo de captura como una fuente dominante de ruido y proporciono un método único para corregirlo. Logro esto mediante la creación de un puntaje novedoso que representa la uniformidad en la distribución de lecturas dentro de una ventana de un número de kilobases determinada (50, 100 o 500). También desarrollé un procedimiento novedoso para realizar la corrección de GC, aunque esto aún requiere un perfeccionamiento adicional. He agrupado estos desarrollos en un paquete de software llamado CopyRight. Este método es el primero que corrige el sesgo de captura con el único requerimiento de una muestra de tumor, imitando un escenario clínico real donde generalmente no están disponibles los tejidos normales emparejados. Se evaluó el rendimiento de CopyRight en dos tecnologías diferentes: el panel TruSight Oncology 500 (TSO500), aprobado en la clínica, y la secuenciación de todo el exoma (WES), ampliamente utilizado en la investigación. Ambos se compararon con el estándar actual para el perfilado del número de copias en todo el genoma a partir de tejidos FFPE: la secuenciación superficial de todo el genoma (sWGS). Se obtuvieron resultados comparables con la secuenciación dirigida dependiendo de la pureza de la muestra, el método de preservación y la profundidad de las lecturas. Las pruebas de CopyRight frente a dos métodos computacionales de todo el genoma (CNVkit y CopywriteR) que pueden funcionar sin la necesidad de un tejido normal emparejado, mostraron que CopyRight tenía un rendimiento superior. Finalmente, presento dos ejemplos de aplicaciones posteriores de CopyRight: 1) CopyRight aplicado a un pequeño panel de genes para facilitar el cálculo de la carga del número de copias en el cáncer de ovario de células claras y endometrioide, que se incorporó en un modelo integrado para predecir la deficiencia de reparación de emparejamiento (MMRd); 2) CopyRight aplicado a la secuenciación del exoma de líneas celulares y muestras de pacientes con adenocarcinoma de pulmón para facilitar la cuantificación de la firma de inestabilidad cromosómica (CIN) y la predicción de la resistencia al tratamiento con inhibidores de EGFR mediante la amplificación de MET. Dado que la mayoría de los flujos de trabajo de secuenciación clínica se basan en la secuenciación dirigida, CopyRight podría incluirse en los ensayos clínicos actuales, permitiendo la cuantificación del biomarcador CIN sin requisitos experimentales adicionales, resolviendo una brecha actual en la clínica.