Developing computational methods and workflows for targeted and whole-genome sequencing based non-invasive prenatal testing

Loote sõeluuring võimaldab avastada lootel esinevaid arenguhäireid ja sagedasemaid kromosoomhaiguseid, nagu näiteks Down’i, Edwards’i ja Patau sündroom. Varajane teave lootel esineva kromosoomhaiguse kohta võimaldab langetada informeeritud otsust raseduse jätkamise osas ning aitab tulevasi vanemaid paremini ette valmistada. Tavapärane loote sõeluuring sisaldab loote ultraheli uuringut ja vereseerumi analüüsi, mille abil tuvastatakse enamik kromosoomhaigusega loodetest. Lõpliku diagnoosi saamiseks suunatakse kõrge riski saanud patsient edasi invasiivsele protseduurile. Eelnimetatud sõeluuringute puuduseks on arvestatav valepositiivsete hulk, mistõttu enamik positiivse testitulemuse saanud patsientidest kannab täiesti tervet loodet. Sõeluuringule järgnev invasiivne protseduur on neil juhtudel ebavajalik, põhjustab rasedatele asjatut stressi ning sellega võib kaasneda suurenenud oht raseduse katkemiseks. Antud doktoritöö keskseks teemaks on mitte-invasiivne sünnieelne testimine (NIPT), mis põhineb ema veres leiduva loote päritolu rakuvaba DNA analüüsil. Võrreldes eelmainitud traditsionaalsete sõeluuringu meetoditega, on NIPT oluliselt sensitiivsem ja spetsiifilisem sagedamini esinevate kromosoomihäirete avastamiseks. Doktoritöö raames arendati välja TAC-seq põhine analüüsi töövoog, mida rakendati 21. kromosoom trisoomia tuvastamiseks. Lisaks töötati välja NIPT analüüsiraamistik, mis kasutab erinevaid masinõppe metoodikaid loote trisoomia määramiseks rakuvaba DNA-st. Niisamuti viidi Eesti rasedate kohordil läbi NIPT metoodika validatsiooni uuring, milles rakendati ülegenoomsel sekveneerimisel põhinevat töövoogu sagedamate loote kromosoomihäirete määramiseks. Üldiselt on nii suunatud kui ka ülegenoomsel NIPT meetoditel muutnud rasedate sõeluuring varasemast veel täpsemaks. Kui suunatud sekveneerimise suureks eeliseks on kulutõhusus, siis ülegenoomne lähenemine tuvastab valimatult kõikvõimalikke geneetilisi aberratsioone üle kogu genoomi.