Perfilación no invasiva de transcriptomas tumorales a partir de ADN libre de células mediante aprendizaje profundo...

Área de la Ciencia:

• Genómica
• Bioinformática
• Biología Computacional

Sus antecedentes:

• La perfilación del ADN tumoral circulante (ctDNA) mediante biopsias líquidas es una herramienta de diagnóstico del cáncer mínimamente invasiva.
• Los métodos actuales de ctDNA para la inferencia de la expresión génica carecen de resolución a nivel de transcriptoma completo y requieren secuenciación especializada o profunda.

Objetivo del estudio:

• Introducir Triton para la perfilación de fragmentos y nucleosomas de cfDNA.
• Introducir Proteus, un marco de aprendizaje profundo, para predecir la expresión génica a partir de cfDNA utilizando la secuenciación del genoma completo estándar.
• Demostrar la utilidad clínica de estas herramientas para la oncología de precisión.

Principales métodos:

• Desarrollo conjunto de Triton para la perfilación integral de fragmentos y nucleosomas de cfDNA.
• Utilización de Proteus, un marco de aprendizaje profundo multimodal, con datos de secuenciación del genoma completo de profundidad estándar.
• Validación de Proteus utilizando xenoinjertos derivados de pacientes y cuatro cohortes de pacientes con RNA-Seq tumoral emparejado.

Principales resultados:

• Proteus reprodujo con precisión los perfiles de expresión génica del ctDNA, comparables a los réplicas de RNA-Seq.
• El modelo predijo con éxito marcadores pronósticos, marcadores fenotípicos y dianas terapéuticas en cohortes de pacientes.
• Proteus predijo con precisión las puntuaciones de enriquecimiento de vías génicas, demostrando una utilidad análoga a la de RNA-Seq.

Conclusiones:

• Triton y Proteus permiten la perfilación de la expresión génica a nivel de transcriptoma a partir de cfDNA utilizando la secuenciación del genoma completo estándar.
• Estas herramientas ofrecen una solución no invasiva para la oncología de precisión, incluida la monitorización del cáncer y la guía terapéutica.
• Los hallazgos resaltan el potencial del análisis de la expresión génica basado en cfDNA en entornos clínicos.