يكشف جهاز naica® Droplet Chip Digital PCR عن عدم تجانس الميتوكوندريا بعد نقل النواة، ويحصل على النتائج في غضون ساعتين ونصف.

أمراض الميتوكوندريا هي نوع من الاضطرابات الوراثية الناتجة عن طفرات جينية في جينوم الميتوكوندريا (mtDNA)، وتنتقل فقط عبر السلالات الأنثوية. عادةً، تؤدي الطفرات في أكثر من 60% من الحمض النووي للميتوكوندريا في الخلايا إلى الإصابة بالأمراض، وكلما زاد عدد طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا لدى الشخص، زادت حدة المرض.

يحظى نقل النواة، المعروف أيضًا بالتبرع بالميتوكوندريا، باهتمام متزايد حاليًا كاستراتيجية لمنع انتقال أمراض الميتوكوندريا من الأمهات المصابات إلى أبنائهن. مع ذلك، ونظرًا لوجود كمية ضئيلة من الحمض النووي للميتوكوندريا المشتق من السيتوبلازم في عملية نقل النواة، مما يُسهم في عدم تجانس وتضخيم الحمض النووي للميتوكوندريا لدى المتلقي، فإن التحديد الدقيق لمدى طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا ضروري. وتتمثل عيوب طرق التسلسل الجيني من الجيل التالي الحالية في ارتفاع التكلفة، وطول مدة المعالجة، وتعقيد معالجة البيانات، وانخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

اعتلال العصب البصري الوراثي لليبر (LHON) هو أكثر أمراض الميتوكوندريا الوراثية شيوعًا التي تنتقل من الأم. استخدم فريق من الخبراء من قسم علم الأحياء بجامعة غنت في بلجيكا تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي (dPCR) للكشف عن موقع الطفرة m.11778 G>A المرتبط بـ LHON، وقارنوا النتائج بتقنية التسلسل الجيني من الجيل التالي (NGS) لاستكشاف إمكانية تطبيق تقنية dPCR في تحديد كمية عدم تجانس الحمض النووي للميتوكوندريا. نُشرت نتائج البحث في مجلة الكيمياء السريرية المرموقة.

لتقييم مدى قابلية تطبيق dPCR في تقييم عدم التجانس، تم إعداد ثلاثة أنواع من العينات: (1) 13 عينة من المرضى الذين يعانون من عبء طفرات مرتفع؛ (2) ثلاث عينات متجانسة من النوع البري تبرع بها متطوعون أصحاء؛ (3) عينات معالجة بتقنية NT تحمل حمولة طفرات منخفضة بسبب بقايا mtDNA، بإجمالي 6 عينات.

طريقة الاختبار:

من خلال المعالجة، يتم ضبط نطاق حمولة الطفرات في العينة عند 50% إلى 0.01% للتحليل والتحقق.

الاستنتاج التجريبي:

أظهرت معدلات الطفرات التي لوحظت في نتائج dPCR و NGS اتساقًا جيدًا.

بالمقارنة مع تقنية التسلسل الجيني من الجيل التالي (NGS)، تتميز تقنية تفاعل البوليميراز الرقمي (dPCR) بانخفاض مستوى الضوضاء الخلفية. وقد أظهر استخدام نظام Naica® لتقنية تفاعل البوليميراز الرقمي بتقنية رقاقة القطرات عدم وجود إشارة إيجابية للأليلات الطافرة في عينات غير المرضى، كما هو متوقع.

بالمقارنة مع نتائج تفاعل البوليميراز الرقمي (dPCR)، تم تقدير ترددات الأليلات الثانوية في جميع العينات غير المتجانسة تقريبًا بأعلى من قيمتها الحقيقية في نتائج التسلسل الجيني من الجيل التالي (NGS). ويُعتقد مبدئيًا أن تسلسلات غير صحيحة قد تكون أُدخلت في عملية تجربة NGS، وأن ترددات الأليلات الثانوية قد تغيرت نتيجة لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).

بالمقارنة مع تقنية التسلسل الجيني من الجيل التالي (NGS)، فإن تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي (digital PCR) تتميز بتكلفة أقل، وعملية تشغيل أبسط، ونتائج أكثر وضوحًا، وهي أكثر ملاءمة للكشف عن الطفرات منخفضة التردد.

تُعد طريقة تفاعل البوليميراز المتسلسل الرقمي مناسبة للكشف الكمي عن عدم تجانس الميتوكوندريا بعد عملية زرع النواة.