Desarrollo y validación de un panel de secuenciación masiva en paralelo para farmacogenética clínica / Development and validation of a next-generation sequencing panel for clinical pharmacogenetics

RESUMEN

La rápida implantación clínica de las técnicas de secuenciación masiva en paralelo se debe a su capacidad para secuenciar un gran número de regiones genéticas con un coste menor a las técnicas convencionales. Sin embargo, su uso en el ámbito de la farmacogenética es, todavía, muy escaso. OBJETIVO: Diseño, desarrollo, implementación y validación de un panel de secuenciación masiva en paralelo de farmacogenética orientado a la práctica clínica. MÉTODO: Se desarrolló un panel de sondas de captura híbrida (Sure-Select(R)) para el análisis de las regiones genéticas de interés clínico recopiladas mediante búsqueda bibliográfica. Se empleó la plataforma de secuenciación Illumina HiSeq 1500(R). Se desarrolló un algoritmo de análisis bioinformático para la anotación de variantes puntuales, inferencia de haplotipos y determinación de variantes estructurales en los genes de interés. Los resultados obtenidos se validaron con materiales de referencia Coriell(R) de los repositorios de farmacogenética. RESULTADOS: El panel desarrollado permite el estudio de un total de 12.794 regiones comprendidas en 389 genes. Los resultados de validación mostraron una sensibilidad superior al 99% para variantes puntuales e inserciones y deleciones pequeñas. La imputación de haplotipos fue coherente con los resultados consenso de los materiales de referencia caracterizados. Además, la herramienta desarrollada pudo identificar correctamente diferentes tipos de variaciones de número de copias de CYP2D6, así como una gran variedad de alelos de HLA-B. CONCLUSIONES: Esta tecnología representa una alternativa adecuada para su empleo asistencial con ventajas frente a las técnicas convencionales en su rendimiento de producción y sus capacidades de estudio de genes complejos (CYP2D6, HLA-B)

ABSTRACT

The rapid clinical implementation of next generation sequencing techniques is due to its ability to sequence a large number of genetic regions at lower costs than conventional techniques. However, its use in the field of pharmacogenetics is still very limited. OBJECTIVE: Design, development, implementation and validation of a clinical pharmacogenetics next-generation sequencing panel. METHOD: We developed a panel of hybrid capture probes (SureSelect(R)) for the analysis of the genetic regions of clinical interest collected by literature search and using Illumina HiSeq 1500(R) sequencing platform. We developed a bioinformatic algorithm for variant annotation, haplotype inference and determination of structural variants in the genes of interest. The results obtained were validated with Coriell(R) reference material from the pharmacogenetic repositories. RESULTS: The developed panel allows the study of a total of 12,794 regions comprised in 389 genes. Validation results showed a sensitivity greater than 99% for single nucleotide variants and small INDELs. Haplotype imputation was consistent with the consensus results in the characterized reference materials. Furthermore, the developed tool was able to correctly identify different types of CYP2D6 copy number variations as well as a wide variety of HLA-B alleles. CONCLUSIONS: This technology represents an appropriate alternative for its clinical use with advantages over conventional techniques in its through-put and complex gene study capabilities (CYP2D6, HLA-B)