Reação em Cadeia da Polimerase Digital de Gota Única para Detecção Abrangente e Simultânea de Mutações em Regiões de Hotspot

Milhares de mutações somáticas relacionadas ao desenvolvimento de câncer foram relatados¹. Entre estes, alguns são marcadores preditivos da eficácia da terapia-alvo ^2,3 e genética triagem destas mutações é agora rotina clínica. Tecnologia digital de PCR (ddPCR) da gota pode ser usada para monitorar a presença ou ausência de mutações com exatidão elevada da deteção e é altamente compatível com não-invasivos biópsias líquido^4,5. No entanto, ensaios de ddPCR atual principalmente são projetados para detectar mutações conhecidas a priori. Isto limita severamente o uso de ddPCR como uma ferramenta de descoberta quando a mutação é desconhecida. Com efeito, na concepção convencional ddPCR, uma sonda de hidrólise, reconhecendo o alelo selvagem-tipo (sonda de WT) concorre com uma sonda específica, reconhecendo o alelo mutante (MUT sonda) (figura 1A). A sonda com maior afinidade se para o modelo e libera seu fluoróforo, indicando a natureza do alelo correspondente. Os dados de fluorescência obtidos para cada gota podem ser visualizados em um gráfico de dispersão representando a fluorescência emitida por sondas WT e MUT em dimensões diferentes. Uma representação esquemática de um resultado típico para um ensaio de ddPCR convencional é apresentada na figura 1A. Neste exemplo, a nuvem azul corresponde as gotículas contendo alelos WT identificados pela sonda WT, Considerando que a nuvem vermelha corresponde a gotículas no qual o alelo MUT foi amplificado e identificado pela sonda MUT. Dependendo da quantidade de DNA carregado na reação, duplas positivas gotículas contendo tanto WT e MUT amplicons podem aparecer (nuvem verde). A nuvem de cinza luz corresponde ao vazias gotículas.

Desde que a maioria das plataformas de permitir a detecção de um número limitado de fluorophores (normalmente 2, mas até 5), a taxa de transferência de ddPCR convencional é limitada. Portanto, segmentando regiões com várias mutações adjacentes requer projeto de tecnicamente desafiador multiplex ddPCR ensaios ou o uso de múltiplas reações alvejando cada mutação em paralelo. A estratégia de ddPCR de entrega, supera essa limitação como potencialmente pode detectar qualquer alteração genética dentro de uma região de destino usando um único par de sondas de hidrólise do WT. As tampas de sonda (Probe 1) primeiras que uma sequência não-variável, adjacente à região de destino e a segunda sonda (sonda 2) é complementar à sequência de WT da região de destino, onde as mutações são esperados (figura 1B). Enquanto a primeira sonda quantifica a quantidade total de moléculas ampliáveis na reação, a segunda sonda discrimina WT e MUT alelos por hibridação sub-ótimo para sequências de mutantes. Sonda 2 pode identificar vários tipos de mutações na região (substituições de nucleotídeo único ou múltiplo, exclusão, etc.) alvo⁶. Como em ddPCR convencional, a nuvem de cinza luz corresponde a gotículas não contendo nenhuma molécula de DNA. É importante recordar que, neste tipo de ensaio, separação ideal de nuvens WT e MUT é dependente da quantidade de DNA carregado na reação, desde que gotículas contendo tanto WT e MUT alelos de destino não podem ser distinguidas gotículas contendo apenas o WT formulário. Portanto, este ensaio requer que a maioria das gotículas contenham não mais de uma cópia do gene alvo.