St. Jude développe un panel génétique à faible coût pour le diagnostic du cancer infantile

Les scientifiques de l’hôpital de recherche pour enfants St. Jude ont créé un panel capable de diagnostiquer plus de 90 % des patients atteints de cancer pédiatrique en séquençant 0,15 % du génome humain. Le panel constitue un moyen rentable de tester et de classer les tumeurs malignes infantiles et de guider le traitement des patients. Les performances et la validation du panel ont été publiées cette semaine dans Recherche clinique sur le cancer.

Trouver les mutations dans le cancer d’un enfant à l’aide d’une puissante technologie de séquençage peut conduire à de meilleurs résultats. Les médecins utilisent ces connaissances pour adapter les traitements ciblés aux mutations cancéreuses spécifiques de chaque patient. Cependant, le séquençage haut de gamme actuel du génome nécessite une infrastructure physique et informatique qui manque à la plupart des institutions. Pour résoudre ce goulot d’étranglement, l’équipe de St. Jude a développé SJPedPanel, qui cible un plus petit sous-ensemble de gènes et se concentre sur ceux connus pour être impliqués dans le cancer infantile plutôt que d’examiner l’ensemble du génome.

Nous pratiquons la génomique clinique depuis plusieurs années et l’un des défis est de diagnostiquer n’importe quelle tumeur, en particulier celles présentant un faible pourcentage de cellules cancéreuses dans l’échantillon examiné. “Nous avons donc créé SJPedPanel comme résumé pour rassembler la plupart des connaissances génétiques que nous avons acquises au cours de la dernière décennie dans un test plus petit pouvant être utilisé en clinique.”

Xiaotu Ma, PhD, co-auteur, Département de St. Jude de biologie computationnelle

La preuve est dans le panneau

Le groupe a conçu dès le départ le nouveau panel pour les échantillons de cancers infantiles, tandis que d’autres panels génétiques ont été conçus pour les cancers adultes puis adaptés aux enfants. Les scientifiques ont également eu un aperçu pratique de la réalité de la détection de mutations spécifiques, ce qui leur a permis de sélectionner les gènes les plus informatifs à inclure. Ces différences ont abouti à une surperformance considérable par rapport aux panels de gènes du cancer existants.

“Nous avons comparé ce panneau à six autres panneaux disponibles dans le commerce”, a déclaré Ma. « SJPedPanel offre la couverture la plus large des gènes responsables du cancer pédiatrique, atteignant près de 90 %, tandis que d’autres sont plus proches de 60 %. »

Cette amélioration des performances est le résultat d’efforts dévoués. « Nous avons mené une optimisation itérative d’une conception minutieuse de panel basée sur notre connaissance de la génétique du cancer pédiatrique », a déclaré le co-auteur John Easton, PhD, directeur du laboratoire de génomique de biologie computationnelle de St. Jude, qui était auparavant chef du laboratoire de validation. pour le projet sur le génome du cancer pédiatrique. « Et nous avons suivi ce processus itératif avec le fabricant de panneaux pour garantir ses performances. »

Non seulement le panel St. Jude fonctionne mieux que l’adaptation des panels de gènes du cancer chez l’adulte, mais il peut également surpasser le séquençage du génome de référence dans certaines circonstances. Le séquençage du génome entier interroge l’intégralité du génome humain, ce qui rend difficile son utilisation pour détecter les cancers à faible nombre de cellules en raison de l’échantillonnage en profondeur requis.

« Il existe certaines situations, telles que : “Par exemple, des échantillons avec une faible pureté tumorale ou même des tests post-greffe de moelle osseuse pour lesquels notre approche clinique actuelle du séquençage du génome entier ne fonctionne pas”, a déclaré le co-auteur Jeffery Klco, MD, PhD, Département de pathologie de St. Jude. « Cela comble une lacune clinique importante pour nos patients. »

Focus sur la génétique du cancer infantile

L’une des raisons pour lesquelles le panneau a eu un impact aussi immédiat est sa nature et sa provenance uniques. St. Jude était l’un des hôpitaux qui ont lancé le projet sur le génome du cancer pédiatrique, qui a séquencé des centaines de patients pour fournir la vue la plus détaillée du paysage génomique du cancer pédiatrique. Les recherches antérieures se sont concentrées uniquement sur les cancers adultes, qui sont génétiquement différents des tumeurs malignes infantiles.

“Nous avons pris toutes les connaissances du projet sur le génome du cancer pédiatrique et d’autres activités de séquençage dans le domaine de la recherche et avons utilisé ces connaissances pour créer ce panel, qui est maintenant cliniquement mis en œuvre et testé sur plus de 600 échantillons dans notre laboratoire clinique”, a déclaré Klco.

Cet héritage d’expertise en génétique du cancer infantile sera encore élargi grâce à l’inclusion de nouvelles preuves dans le panel. Par exemple, y compris le UBTF Gène découvert par le groupe de Klco en 2022. “Les médecins peuvent être sûrs que le séquençage clinique que nous proposons à leurs patients est basé sur des recherches très récentes”, a déclaré Klco.

Partager le succès pour sauver des enfants

Le succès du panel pourrait avoir de réelles conséquences pour les patients du monde entier. Un diagnostic correct et précoce du cancer infantile peut orienter le traitement et conduire à de meilleurs résultats. Cependant, le séquençage complet du génome nécessite une infrastructure physique et numérique coûteuse. Le panel donnera aux établissements ne disposant pas de ces ressources une meilleure chance d’identifier ces cancers.

“Des panels comme celui-ci sont plus faciles à mettre en œuvre pour un laboratoire clinique ou de recherche que le séquençage du génome entier”, a déclaré Easton. « Tous les endroits ne disposent pas des capacités de séquençage et d’analyse nécessaires pour traiter l’intégralité du génome. Nous avons soumis le terrain à un test plus sensible et plus pratique.

Même si le panneau sera disponible dans le commerce, le groupe St. Jude entend également partager librement ses connaissances sur sa construction pour aider le plus grand nombre d’enfants possible.

“Maintenant que nous disposons de ce panel, les scientifiques du monde entier peuvent l’utiliser”, a déclaré Ma. « Le panneau est minuscule. Par conséquent, les coûts, tant ceux de séquençage que d’analyse, seront minimes et seront probablement utiles dans les pays en développement et les régions mal desservies.

“Nous aimerions voir davantage de centres utiliser ce panel pour séquencer les cancers pédiatriques”, a déclaré Klco, “parce que nous pensons que cela conduira à de meilleurs soins et résultats pour les patients.”

Auteurs et financement

Les co-premiers auteurs de l’étude sont Pandurang Kolekar, Vidya Balagopal et Li Dong, tous de St. Jude. Les autres auteurs de l’étude sont Joy Nakitandwe, Cleveland Clinic ; Yanling Liu, Scott Foy, Quang Tran, Heather Mulder, Anna Huskey, Emily Plyler, Zhikai Liang, Jingqun Ma, Jiali Gu, Maria Namwanje, Jamie Maciaszek, Debbie Payne-Turner, Saradhi Mallampati et Lu Wang, St. Jude.

L’étude a été financée par des subventions du National Cancer Institute (R01CA273326), des National Institutes of Health (Cancer Center Support Grant P30CA021765) et de l’ALSAC, l’organisation de collecte de fonds et de sensibilisation de St. Jude.