Optimalizace digitální polymerázové řetězové reakce pro aplikaci v neinvazivní prenatální diagnostice

• Název práce v češtině: Optimalizace digitální polymerázové řetězové reakce pro aplikaci v neinvazivní prenatální diagnostice
• Název v anglickém jazyce: Optimization of digital polymerase chain reaction for application in non-invasive prenatal diagnostics
• Klíčová slova: ddPCR, NIPT, duplexing, Downův syndrom, optimalizace, prenatální diagnostika, aneuploidie
• Klíčová slova anglicky: ddPCR, NIPT, duplexing, Down syndrome, optimization, prenatal diagnostics, aneuploidy
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra antropologie a genetiky člověka (31-110)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Marie Korabečná, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 13.11.2020
• Datum zadání: 01.12.2020
• Datum odevzdání elektronické podoby: 10.08.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 13.09.2022
• Oponenti: prof. doc. Mgr. Radek Vodička, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Cíl práce: Optimalizovat postupy vedoucí k úspěšné aplikaci digitální polymerázové řetězové reakce v neinvazivní diagnostice Downova syndromu
Student bude pod vedením školitele samostatně testovat a porovnávat jednotlivé metodické postupy, jako materiál bude využívat krevní plazmu zdravých dárců a uměle syntetizované sekvence DNA genů určených k amplifikaci tak, aby mohl modelovat jednotlivé klinické situace
Téma DP v širším kontextu:
Digitální PCR (Polymerase Chain Reaction) jako metoda dovolující absolutní kvantifikaci sekvencí DNA v biologických vzorcích nachází široké uplatnění v diagnostických laboratořích. Aplikace této metody do oblasti neinvazivní prenatální diagnostiky zacílené na odhalení nejčastějších trisomií plodu (zejména Downova syndromu) vyšetřením volně cirkulující DNA z plazmy matky však stále není uspokojivě vyřešena.
Tzv. cell-free DNA (cfDNA) cirkulující v plazmě obsahuje nejen sekvence celého genomu matky, ale také cca 5 až 10% sekvencí reprezentujících genom plodu. Diagnostika zde tedy stojí před obtížným úkolem spočívajícím v odlišení rozdílů na úrovni desetin procent v poměrech zastoupení sekvencí referenčního chromozomu vůči chromozomu, který je v trisomickém stav u plodu, nikoliv však u matky. Kromě relativně malého procentuálního zastoupení fetální frakce cfDNA, je tato diagnostika komplikována celkově nízkou koncentrací cfDNA v plazmě.
V rámci diplomové práce budou na vzorcích simulujících reálné klinické situace testovány metodické přístupy zahrnující jak preanalytickou fázi (způsob izolace a zakoncentrování DNA izolované z plazmy tak, aby vyšetření vzorku vedlo k počtu pozitivních signálů dostatečnému pro přesnou kvantifikaci) tak optimalizaci vlastní digitální PCR. Východiskem pro tuto část budou recentně publikované články, při čemž optimalizace bude spočívat zejména ve zvýšení počtu současně detekovaných sekvencí na cílových chromozomech.