Este protocolo describe un sistema de prueba para la detección de variantes de fusión RNA para el uso en la medición de las mutaciones del conductor dentro del plasma de pacientes de CPCNP (figura 1A). La fusión mRNA fueron productos de la expresión de los cambios de RET y ROS1 más comunes en la población de CPCNP identificó13,14,15,16,17. Análisis PCR multiplexados entonces fueron diseñados para detectar las ocho variantes de transcripción más frecuentes para cada destino en NSCLC en una sola reacción. Los desplazamientos más comunes en el lugar geométrico de ROS1 generan asociaciones con las 5' porciones de CD74, SDC4, SLC34A2, EZR o TPM3 genes (figura 1B). Los desplazamientos más comunes en el lugar geométrico RET conducen a yuxtaposición con KIF5B, para que el ensayo cubre a seis uniones exón. Otros socios RET que incluyen los CCDC6 y TRIM33 (figura 1C). En total, los ensayos cubren aproximadamente el 88% de ROS1 y 99% de las alteraciones del RET sabidas para ocurrir en la población de pacientes de CPCNP17.
La especificidad de los componentes del ensayo se evaluó primero con ocho individuales en vitro RNAs que contienen la secuencia de ARNm para las transcripciones de la fusión por la ROS1 o RET multiplexado ensayos. Cada especie de RNA fue probado contra cada ensayo de variantes individual que comprende la versión multiplexada. No había ninguna reactividad cruzada de estos ensayos, demostrando así 100% especificidad analítica en el diseño multiplexado ensayos (datos no mostrados). Para determinar el límite inferior de detección del Protocolo de prueba, derivado de líneas celulares que expresan una variante de la fusión incluida en el ensayo de ARN total se mezclaron en un fondo de ARN normal en concentraciones de 5%, 1%, 0.2% y 0,04%. El multiplexado RET y ROS1 variante análisis PCR detectados tan poco como 0,2% variante de fusión (figura 2A-B). Además, una preparación de 5% objetivo línea celular derivada RNA (expresando una transcripción de la fusión de EML4-ALK) no se detectó con los ensayos multiplexados ROS1 y RET, lo que demuestra especificidad (figura 2A-B).
Prueba de precisión del proceso RT dPCR fue realizada para ambos ROS1 y analítica RET. material de control compuesto por equimolar en vitro RNAs fue procesado en tres concentraciones (alta, media y baja) mediante transcripción reversa y dPCR en tres diferentes ocasiones dentro del mismo día (intradía), en tres días consecutivos (entre días) y con dos operadores (inter-operador). Resultados de pruebas de precisión demostró una detección precisa de la transcripción de la fusión de intereses, así como un gen de control, GUSB, que se incluye como una métrica de control de calidad interna (figura 2-D).
Además del control interno GUSB, cada lote de muestras clínicas se ejecutó con un conjunto de controles de lote. Control positivo fue desarrollado de una mezcla de análisis in vitro RNA que representa cada una de las variantes de fusión en RT dPCR, así como analítica en vitro RNA para GUSB. Este ARN se enriquecieron en el plasma humano normal lisado durante la extracción de RNA y fue procesado junto con las muestras clínicas en todo el protocolo. El no control de la transcriptasa inversa (sin RT) era un control negativo para confirmar la ausencia de material contaminante en el flujo de trabajo de extracción de RNA y demostrar la especificidad de los cebadores de RNA. El control de la RT No fue generado usando el mismo material como control positivo, pero no incluye enzima dentro de la reacción de síntesis de cDNA. El no control de RNA (NRC) es un control negativo para confirmar la ausencia de contaminación de las transcripciones en los componentes de la reacción reversa de la transcripción. Este control fue introducido en el flujo de trabajo en la etapa de síntesis de cDNA, y se agregó agua en la reacción en lugar de una plantilla de RNA. Los controles RT sin y NRC deben ser negativos en ambos canales, si los resultados deben ser entregados. La tabla 1 enumera los componentes de la reacción reversa de la transcripción para cada control. Se muestran ejemplos de los diagramas 2D para cada uno de estos controles para la ROS1 (figura 3 A-C) y ensayos multiplexores RET ( C-e-Gde lafigura 3 ). Variantes de fusión fueron detectadas usando una sonda de amidite (FAM) de fluoresceína y se representan en el eje y, mientras que el gen control, GUSB, fue detectado utilizando una sonda de 5'-hexachloro-fluoresceína-CE phosphoramidite (hexadecimal) y es en el eje x. Estos controles por lotes se evaluaron en el transcurso de 21 días para determinar la robustez del ensayo. Gotas positivas fusión y GUSB control gen gotas observaron ROS1 y RET en todas las ejecuciones de 21 ejecutadas en el transcurso del estudio (figura 3D, H). Todos los controles negativos (RT sin y NRC) dieron resultados negativos a través de los 21 días (datos no mostrados).
La capacidad de solucionar problemas es un componente crítico de cualquier protocolo de pruebas a ejecutar en el ámbito de laboratorio clínico. Aquí, nos proporcionan ejemplos del mundo real de resultados óptimos utilizando el protocolo de RT-dPCR. El primero es un diagrama 2D ejemplo demostrando la importancia del no control de la transcriptasa inversa (figura 4A). En este ejemplo, mutantes gotas positivas estaban presentes aunque no hubo ninguna conversión de cDNA debido a la falta de la enzima. Este resultado fue probablemente debido a la dPCR cartillas amplificación de ADN genómico de objetivo. En este caso, diseño de un ensayo que abarca el intrón evitará que la amplificación de la DNA genomic. Alternativamente, una enzima DNasa Rnasa-libres se puede utilizar para eliminar el ADN contaminante, pero no es recomendable para la detección de objetivos raros, ya que podría producirse alguna degradación del RNA durante la incubación con la enzima. La siguiente parcela 2D ejemplo fue un NRC con gotas positivas en ambos canales (figura 4B). Esto indica contaminación en algún punto de la instalación de dPCR RT. En este caso, la recomendación es desechar cualquier potencialmente contaminados los reactivos utilizados en las pruebas de fondo descontaminar todo el equipo y vuelva a probar con componentes de la reacción fresca. La trama 2D ejemplo tercera presentada como un aerosol de gotas a lo largo de una línea de 45° (figura 4C). Esto es causado a menudo por corte y une de gotitas. Cuidado gotita manejo antes de ciclos térmicos es esencial, como las gotas son propensas a dañar. Se recomienda el uso de generación automatizada de la gotita, cuando esté disponible. Si transferir manualmente genera gotas, asegúrese de elegir las puntas ancha recomendadas y emplear la técnica de pipeteo cuidadoso. Transferencia de gota requiere aspiración lenta y dispensación, con cada lugar durante 5-6 segundos, y es esencial que el apertura de punta de la pipeta toque el cartucho de la gota o bien. Despachador, mantener la punta de la pipeta en el nivel del líquido y aumentar poco a poco como gotas dispensada (ver vídeo demostración). El ejemplo de la parcela 2D final demuestra una falta de separación entre las poblaciones de gotas positivas y negativas (figura 4). Esto puede tener varias causas. Inhibidores de la PCR de fuerte, como detergentes utilizados en almacenadores intermediarios de la lisis y un exceso de ADN altamente degradado, pueden causar pérdida de la separación. En este caso, considerar la adición de un paso de limpieza entre la síntesis de cDNA y dPCR (como se describe en el paso 5 del presente Protocolo). Finalmente, falta de separación también puede ser debido a las condiciones óptimas de amplificación, y también se debe considerar la optimización del paso de la polimerización en cadena.
Datos de paciente de mundo real 984 figura 5 representan tiempos de vuelta de la muestra y demuestra el carácter rápido de este flujo de trabajo de prueba. Resultados se informó que el médico tan pronto como dentro de 48 horas (79% de los casos) de la recepción de la muestra y en el 95% de los casos, dentro de las 72 horas. En conclusión, el uso de estabilizado circulación RNA sangre colección tubos, procedimientos de extracción de RNA optimizados de la sangre y RT-dPCR ejecutar según un protocolo optimizado con la apropiada interno y controles por lotes, puede proporcionar un sistema de prueba rápida para la detección precisa de fusión RNA variantes relevantes en el CPCNP.

Figura 1 : Resumen de pasos de procesamiento muestra sangre para la detección de variantes de fusión mediante ensayos específicos de RET más prevalente y ROS1 variantes en el CPCNP. (A) prueba de la muestra se inicia cuando se extrae sangre entera y un BCT viene en el kit de colección de muestras para el laboratorio clínico. Circular de RNA se recupera de múltiples fuentes dentro del plasma enriquecido con plaquetas, atrás transcripción con imprimación específica gen y purificaron para el uso en dPCR. Las muestras se procesaron mediante un sistema comercialmente disponible que consiste en la generación de gotitas (emulsión), amplificación y conteo de gotas. Datos se analizaron utilizando el software disponible en el mercado. Resultados de la prueba son entonces documentados y comunicados al médico solicitando a prueba. El proceso está diseñado para trabajar dentro de un plazo de 72 horas desde la recepción de la muestra a liberación de resultado. Ocho variantes para ROS1 (B) y (C) RET están cubiertas dentro de los ensayos multiplexados. Adaptado de la página web Biodesix con autorización. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2 : Validación analítica. Líneas celulares expresan (A) SDC4 ROS1 fusión y fusión (B) CCDC6-RET se diluyeron en un fondo de ARN total humano de tipo salvaje (WT RNA). Con cada variante de la fusión, el límite de detección se estableció en 0,2% frecuencia variante con criterios previamente definidos para cada ensayo de variante. Todas las muestras por encima de este umbral también contienen por lo menos 21 copias del gen de control. Estándar de EML4-ALK (ALK) de 5% en un fondo de tipo RNA fue probada para demostrar la especificidad del ensayo, que fue confirmada por un resultado negativo. Estándares analíticos de RNA multiplexados se midieron en alta, media y bajas concentraciones de ROS1 (C) y (D) RET. precisión se evaluó en tres carreras en el mismo día (intradía), tres carreras en tres días consecutivos (entre días) y con dos operadores independientes (inter-operador). Se muestran los medios número de copias y desviaciones estándar. Adaptado de la página web Biodesix con autorización. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3 : Procesamiento de datos de robustez y ejemplos de Control de lote. Parcela 2D de la dPCR de ensayo ROS1 multiplexado no resultados para control positivo (A), (B) control de la transcriptasa reversa y (C) no hay control de plantilla del RNA. (D) los controles fueron funcionados en 21 días consecutivos (excepto fines de semana y festivos). Significa copia número +/-desviaciones estándar para ROS1 positivo control fueron 439 +-141. No de la transcriptasa reversa y sin controles de plantilla fueron también cada día, y eran todos negativos (datos no mostrados). Parcela 2D de la RET multiplexado ensayo dPCR no resultados para control positivo (E), (F) control de la transcriptasa reversa y (G) no hay control de plantilla del RNA. (H) controles fueron funcionados en 21 días consecutivos (excepto fines de semana y festivos). Significa copias +/-desviaciones estándar para RET positivo control fueron 586 +-182. No muestran ninguna de la transcriptasa reversa y sin controles de plantilla que también se ejecutan cada día y eran todos negativos. Adaptado de la página web Biodesix con autorización. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4 : Solución de problemas de dPCR RT. Parcelas de 2D que representa dPCR óptimo resultados cuando hay contaminación (A) en el no control de la transcriptasa inversa, (B) contaminación en el no control de RNA, (C) corte y une de gotitas y (D ) mal optimizado las condiciones de la polimerización en cadena o inhibición de la polimerización en cadena. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5 : Tiempo de respuesta (TAT). TAT (en horas) fue compilado para pruebas solicitando una variante de RNA (n = 984). Datos excluyen fines de semana, fiestas y muestras destinadas > 24 h debido a la incompleta información clínica en el laboratorio de formas de solicitud de prueba. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Preparación de los reactivos de reversa de la transcripción para controles de proceso.
| Componente | Volumen |
2 x dPCR supermix para sondas (no hay 2'-desoxiuridina 5'-trifosfato) | 10 ΜL |
set de 20 x objetivo variante cartillas/sondas (cartillas de 450 nmol/L, sonda de FAM de 250 nmol/L) | 1 ΜL |
20 juego de primers/sonda control objetivo x (cartillas de 450 nmol/L, sonda HEX de 250 nmol/L) | 1 ΜL |
| agua libre de nucleasas | 1 ΜL |
| cDNA | 7 ΜL |
Tabla 2: Preparación de la mezcla principal de dPCR.
| Bicicleta paso | Temperatura | Tiempo | # Ciclos | Tasa de rampa |
| Activación enzimática | 95 ° C | 10 min | 1 | ~ 2 oC/s |
| Desnaturalización | 94 ° C | 30 s | 40 |
| Recocido/extensión | 55 ° C | 1 min |
| Desactivación de la enzima | 98 ° C | 10 min | 1 |
| Hold (opcional) | 4 ° C | infinito | 1 | ~ 1 oC/s |
Tabla 3: Condiciones de ciclo termal.