Otimização para Sequenciamento e Análise de Amostras de RNA FFPE-RNA degradadas

O uso de abordagens de sequenciamento de última geração nos permitiu obter uma riqueza de informações de vários tipos de amostras. No entanto, amostras antigas e mal preservadas permanecem inviáveis para os métodos comumente utilizados de geração de dados de sequência e muitas vezes requerem modificações em protocolos bem estabelecidos. Os tecidos FFPE representam um tipo de amostra que tem sido amplamente utilizado para as amostras clínicas^1,,2,3. Enquanto a preservação do FFPE mantém a morfologia tecidual, os ácidos nucleicos nos tecidos FFPE geralmente exibem uma ampla gama de danos e degradação, dificultando a recuperação das informações genômicas que podem levar a importantes insights sobre mecanismos moleculares subjacentes a vários distúrbios.

Os dados de expressão genética gerados pelo sequenciamento de RNA são frequentemente fundamentais no estudo de mecanismos de doença e resistência e complementam a análise da mutação do DNA. No entanto, o RNA é mais suscetível à degradação, tornando mais desafiador gerar dados precisos de expressão genética a partir de tecidos FFPE. Além disso, como a ampla disponibilidade e a acessibilidade do sequenciamento são relativamente recentes, os espécimes mais antigos muitas vezes não eram armazenados em condições necessárias para preservar a integridade do RNA. Algumas das questões para amostras de FFPE incluem a degradação do RNA devido à incorporação em parafina, modificação química do RNA levando à fragmentação ou refractoridade a processos enzimáticos necessários para sequenciamento, e perda das caudas poli-A, limitando a aplicabilidade do oligo-dT como uma cartilha para transcrição reversa⁴. Outro desafio é o manuseio/armazenamento de amostras de FFPE em condições subótimas, o que pode levar a uma maior degradação de moléculas labile, como o RNA nos tecidos⁵. Isso é especialmente relevante para amostras mais antigas que podem ter sido coletadas em um momento em que a análise da expressão genética pelo sequenciamento de RNA não foi antecipada para as amostras. Tudo isso leva à diminuição da qualidade e quantidade do RNA extraído disponível para gerar dados de sequência úteis. A baixa probabilidade de sucesso, combinada com o alto custo do sequenciamento, dissuadiu muitos pesquisadores de tentar gerar e analisar dados de expressão genética a partir de amostras de FFPE potencialmente úteis. Alguns estudos nos últimos anos demonstraram a usabilidade dos tecidos FFPE para análise de expressão genética^2,,6,,7,,8,9, embora para amostras menores e/ou mais recentes.

Como estudo de viabilidade, utilizamos o RNA extraído de amostras de tecido tumoral FFPE de três repositórios de tecido residual de registros de câncer de Vigilância, Epidemiologia e Resultados Finais (SEER) para sequenciamento de RNA e análise de expressão genética¹⁰. Obtidos a partir de laboratórios de patologia clínica, os tecidos FFPE de adenocarcinomas sêmulas ovarianas de alto grau foram armazenados de 7 a 32 anos em condições variadas antes da extração do RNA. Como na maioria dos casos esses blocos foram armazenados em diferentes locais durante anos sem a expectativa de qualquer análise genética sensível no futuro, pouco cuidado havia sido tomado para preservar os ácidos nucleicos. Assim, a maioria das amostras apresentava RNA de má qualidade, com grande proporção de amostras contaminadas com bactérias. No entanto, conseguimos realizar quantificação genética, medir a uniformidade e a continuidade da cobertura genética e realizar a análise de correlação de Pearson entre réplicas biológicas para medir a reprodutibilidade. Com base em um conjunto de painéis genéticos de assinatura chave, comparamos as amostras em nosso estudo com os dados do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA) e confirmamos que aproximadamente 60% das amostras tinham perfis de expressão genética comparáveis¹¹. Com base na correlação entre vários resultados de QC e metadados amostrais, identificamos métricas-chave de QC que têm bom valor preditivo para identificar amostras mais propensas a gerar dados de sequência utilizáveis¹¹.

Descrevemos aqui a metodologia utilizada para avaliação da qualidade ffpe-RNA, geração de bibliotecas de sequenciamento a partir de amostras de RNA extraídas e análise bioinformática dos dados de sequenciamento.