BR112017024702B1 - DETECTION OF TARGET NUCLEIC ACIDS AND VARIANTS - Google Patents
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Abstract
DETECÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS-ALVO E VARIANTES. Trata-se de métodos altamente sensíveis e específicos para detecção de ácidos nucleicos, sendo que, por exemplo, os mesmos são úteis para detecção de mutações raras, ou para detecção de variantes de baixa abundância em sequências de ácidos nucleicos. Os métodos envolvem uma reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) seguida por uma reação em cadeia da polimerase (PCR) exponencial.DETECTION OF TARGET NUCLEIC ACIDS AND VARIANTS. These are highly sensitive and specific methods for detecting nucleic acids, and are useful, for example, for detecting rare mutations or for detecting low-abundance variants in nucleic acid sequences. The methods involve an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) followed by an exponential polymerase chain reaction (PCR).
Description
[001] A presente invenção refere-se ao campo de métodos para detecção de ácidos nucleicos. Os métodos da invenção são altamente sensíveis e específicos e são, portanto, por exemplo, úteis para detecção de mutações raras, ou para detecção de variantes de baixa abundância nas sequências de ácidos nucleicos.[001] The present invention relates to the field of methods for detecting nucleic acids. The methods of the invention are highly sensitive and specific and are therefore, for example, useful for detecting rare mutations, or for detecting low abundance variants in nucleic acid sequences.
[002] A detecção de ácidos nucleicos presentes em quantidades muito baixas e/ou em frequência baixa é desejável para muitas aplicações. A detecção de mutações genéticas, por exemplo, é importante para inúmeras doenças, tais como fibrose cística, anemia falciforme e cânceres. Reconhece-se cada vez mais que métodos excepcionalmente sensíveis e específicos para detecção de mutação são necessários, em particular, para amostras de baixa entrada tal como DNA de tumor circulatório (ctDNA) e análise de células únicas. Os atuais métodos convencionais podem ser prejudicados devido a inúmeros problemas, o que inclui uma exigência alta de quantidade de DNA de amostra de entrada, alto custo por amostra, fluxos de trabalho complexos e laboriosos, sensibilidade e/ou especificidade insuficientes e incapacidade para detectar sequências de DNA mutante de baixa abundância dentro de um grande fundo de sequência do tipo selvagem normal (chamada de fração de alelo mutante; MAF). Quase todos os métodos de detecção de mutação dependem de amplificação de DNA com o uso de reação em cadeia da polimerase (PCR) para copiar, exponencialmente, as regiões de DNA-alvo de interesse com o uso de uma enzima de polimerase de DNA.[002] Detection of nucleic acids present in very low quantities and/or at low frequency is desirable for many applications. Detection of genetic mutations, for example, is important for numerous diseases, such as cystic fibrosis, sickle cell anemia, and cancers. It is increasingly recognized that exceptionally sensitive and specific methods for mutation detection are needed, in particular, for low-input samples such as circulatory tumor DNA (ctDNA) and single-cell analysis. Current conventional methods can be hampered by a number of problems, including a high requirement for input sample DNA quantity, high cost per sample, complex and laborious workflows, insufficient sensitivity and/or specificity, and inability to detect low-abundance mutant DNA sequences within a large background of normal wild-type sequence (so-called mutant allele fraction; MAF). Almost all mutation detection methods rely on DNA amplification using polymerase chain reaction (PCR) to exponentially copy target DNA regions of interest using a DNA polymerase enzyme.
[003] Quando o objetivo é discriminar entre sequência do tipo selvagem e uma sequência variante (mutante) que pode diferir tão pouco quanto apenas uma base de nucleotídeo único, a fidelidade da enzima de polimerase de DNA pode se tornar uma limitação significativa para potência discriminatória (afetando a maioria das medições de desempenho de detecção de mutação). Cada enzima de polimerase tem alguma taxa de erro de incorporação de base para cada mudança de base incorreta possível, tipicamente na faixa de 0,5 a 300 erros por milhões de pares de base amplificados (isto é, 5x10-7 a 3x10-4). Para muitas aplicações, esses erros de incorporação de base de polimerase de base única são toleráveis. Por exemplo, se grandes quantidades de DNA estão disponíveis e a MAF é de moderada à alta, por exemplo, >10 a 20%, uma PCR comum pode ser suficiente. Contudo, em aplicações que envolvem a detecção de variantes de baixa abundância, há uma necessidade de métodos de detecção ultrassensíveis de modo que uma mutação positivada verdadeira possa ser discriminada de um falso positivo induzido por erro de polimerase. Os ensaios de detecção de mutação atuais têm limites de detecção de 10 a 20% de MAF (sequenciamento Sanger), 5 a 10% de MAF (pirosequenciamento), 1 a 5% de MAF (sequenciamento de geração futura) e 0,1% de MAF (PCR digital, COLD-PCR, sequenciamento de geração futura ultraprofundo).[003] When the goal is to discriminate between wild-type sequence and a variant (mutant) sequence that may differ as little as a single nucleotide base, the fidelity of the DNA polymerase enzyme can become a significant limitation for discriminatory power (affecting most mutation detection performance measures). Each polymerase enzyme has some base incorporation error rate for each possible incorrect base change, typically in the range of 0.5 to 300 errors per million base pairs amplified (i.e., 5x10-7 to 3x10-4). For many applications, these single-base polymerase base incorporation errors are tolerable. For example, if large quantities of DNA are available and the MAF is moderate to high, e.g., >10 to 20%, a standard PCR may be sufficient. However, in applications involving the detection of low-abundance variants, there is a need for ultrasensitive detection methods so that a true positive mutation can be discriminated from a false positive induced by polymerase error. Current mutation detection assays have detection limits of 10–20% MAF (Sanger sequencing), 5–10% MAF (pyrosequencing), 1–5% MAF (next-generation sequencing), and 0.1% MAF (digital PCR, COLD-PCR, ultra-deep next-generation sequencing).
[004] PCR digital é um método que particiona uma reação de PCR em muitas reações individuais menores de modo que cada partição de reação contenha de zero a apenas bem poucas moléculas de sequência-alvo. O particionamento de todas as moléculas é aleatório e segue uma distribuição de Poisson. O particionamento transforma a situação de uma abundância relativa extremamente baixa de uma variante de sequência rara dentre uma abundância de uma sequência do tipo selvagem, para uma situação em que a maior parte das partições têm apenas sequência do tipo selvagem e algumas partições tem uma abundância relativa muito alta da sequência de variante rara para a sequência do tipo selvagem. O resultado é um aumento na sensibilidade para detecção de variante de sequência rara através da diluição da sequência do tipo selvagem dentro de cada partição. Contudo, o erro de polimerase ainda é um problema significativo mesmo para PCR digital que pode levar a falsos positivos, o que impacta negativamente o desempenho discriminatório e os limites de detecção.[004] Digital PCR is a method that partitions a PCR reaction into many smaller individual reactions such that each reaction partition contains zero to only a very few target sequence molecules. The partitioning of all molecules is random and follows a Poisson distribution. Partitioning transforms the situation from an extremely low relative abundance of a rare sequence variant among an abundance of a wild-type sequence, to a situation where most partitions have only wild-type sequence and some partitions have a very high relative abundance of the rare variant sequence to the wild-type sequence. The result is an increase in sensitivity for rare sequence variant detection by diluting the wild-type sequence within each partition. However, polymerase error is still a significant problem even for digital PCR that can lead to false positives, which negatively impacts discriminatory performance and detection limits.
[005] Métodos à base de PCR diferentes para enriquecimento e detecção de alelos de minoria e mutações foram descritos, por exemplo, por Milbury et al., Clin Chem. 2009 Apr; 55(4): 632 a 640, contudo, nenhum desses métodos é extremamente sensível e fácil de ser realizado.[005] Different PCR-based methods for enrichment and detection of minority alleles and mutations have been described, for example, by Milbury et al., Clin Chem. 2009 Apr; 55(4): 632-640, however, none of these methods is extremely sensitive and easy to perform.
[006] Portanto, há uma necessidade não atendida por métodos extremamente sensíveis para detectar ácidos nucleicos de baixa abundância com uma frequência muito baixa de falsos positivos.[006] Therefore, there is an unmet need for extremely sensitive methods to detect low abundance nucleic acids with a very low frequency of false positives.
[007] Os inventores constataram que em métodos que empregam PCR padrão, as taxas de erro da polimerase de DNA criam uma barreira de desempenho para o limite de detecção devido ao fato de que o DNA é exponencialmente amplificado para números em bilhões de cópias, erros são aleatoriamente introduzidos em muitas cópias de DNA, o que inclui a geração falsa das variantes de sequência de interesse, e esses erros são copiados e amplificados.[007] The inventors have discovered that in methods employing standard PCR, DNA polymerase error rates create a performance barrier to the limit of detection due to the fact that DNA is exponentially amplified to numbers in the billions of copies, errors are randomly introduced in many copies of DNA, which includes false generation of the sequence variants of interest, and these errors are copied and amplified.
[008] A sensibilidade máxima alcançável em um ensaio de PCR digital padrão é também limitada pela fidelidade da enzima de polimerase usada na reação. Quando uma sequência do tipo selvagem é copiada incorretamente por polimerase, isso pode criar uma cópia que carrega uma sequência mutante falsa, e tal reação pode ser lida como positiva para a sequência-alvo mutante. Dependendo de quantos ciclos de PCR são realizados e em que ciclo a sequência mutante falsa é introduzida, o sinal pode ser não distinguível daquele de um verdadeiro positivo e, portanto, o mesmo será lido como um falso positivo. Se esse evento de erro de polimerase ocorre durante um ciclo de PCR tardio, sinais de verdadeiro positivo já terão ganho uma “vantagem” nos sinais de falso positivo potenciais e pode haver uma possibilidade de distinguir entre os verdadeiros positivos e os falsos positivos.[008] The maximum sensitivity achievable in a standard digital PCR assay is also limited by the fidelity of the polymerase enzyme used in the reaction. When a wild-type sequence is incorrectly copied by the polymerase, this may create a copy that carries a false mutant sequence, and such a reaction may be read as positive for the mutant target sequence. Depending on how many PCR cycles are performed and at which cycle the false mutant sequence is introduced, the signal may be indistinguishable from that of a true positive and will therefore be read as a false positive. If such a polymerase error event occurs during a late PCR cycle, true positive signals will already have gained an “edge” on potential false positive signals and there may be a possibility of distinguishing between true positives and false positives.
[009] Os métodos da invenção proporcionam confiavelmente às reações de verdadeiro positivo uma vantagem de sinal consistente em relação a quaisquer reações de falso positivo potenciais.[009] The methods of the invention reliably provide true positive reactions with a consistent signal advantage over any potential false positive reactions.
[0010] Portanto, a invenção fornece um método que tem capacidade para compensar as consequências de erros de polimerase para aumentar o desempenho de ensaio por pelo menos uma ordem de magnitude. Os métodos da invenção alcançam sensibilidade e especificidade excessivamente altas, têm um fluxo de trabalho simples e são relativamente não dispendiosos.[0010] Therefore, the invention provides a method that has the ability to compensate for the consequences of polymerase errors to increase assay performance by at least an order of magnitude. The methods of the invention achieve exceedingly high sensitivity and specificity, have a simple workflow, and are relatively inexpensive.
[0011] A presente invenção fornece métodos extremamente sensíveis para detectar ácidos nucleicos de baixa abundância com uma frequência muito baixa de falsos positivos. Os métodos da invenção geralmente consistem em um estágio de reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) com o uso de uma temperatura de anelamento alta, seguido por um estágio de PCR simétrica mais convencional com o uso de uma temperatura de anelamento mais baixa, ambos realizados dentro de reações particionadas, tal como PCR digital em gotícula.[0011] The present invention provides extremely sensitive methods for detecting low abundance nucleic acids with a very low frequency of false positives. The methods of the invention generally consist of an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) stage using a high annealing temperature, followed by a more conventional symmetric PCR stage using a lower annealing temperature, both performed within partitioned reactions, such as droplet digital PCR.
[0012] Métodos para amplificar ácidos nucleicos com o uso de ensaios à base de PCR com o uso de iniciadores com diferentes temperaturas de fusão (Tm) são conhecidos na técnica. O documento WO2006/094360 descreve, por exemplo, uma PCR de tubo fechado única, em que duas PCRs simétricas sequenciais são realizadas. Em uma primeira série, um ácido nucleico em um lócus de interesse é especificamente amplificado com o uso de iniciadores específicos de lócus etiquetados adequados para realizar PCR exaustiva. Em uma segunda série, o produto de amplificação de primeira série é depois amplificado com o uso de iniciadores de etiqueta que têm Tm inferior a dos iniciadores específicos de lócus etiquetado.[0012] Methods for amplifying nucleic acids using PCR-based assays using primers with different melting temperatures (Tm) are known in the art. WO2006/094360 describes, for example, a single closed-tube PCR, in which two sequential symmetric PCRs are performed. In a first round, a nucleic acid at a locus of interest is specifically amplified using tagged locus-specific primers suitable for performing exhaustive PCR. In a second round, the amplification product of the first round is then amplified using tagged primers having a lower Tm than the tagged locus-specific primers.
[0013] Devido à alta sensibilidade e especificidade, os métodos da invenção são úteis para detecção de sequências de ácido nucleico de baixa abundância. Em particular, os métodos são úteis para detecção de variantes de base única raros dentre um alelo de tipo selvagem altamente abundante, e são até úteis quando a quantidade de entrada de amostra total é baixa, conforme pode ser o caso para DNA de tumor circulatório (ctDNA) em plasma sanguíneo de paciente.[0013] Due to the high sensitivity and specificity, the methods of the invention are useful for detecting low abundance nucleic acid sequences. In particular, the methods are useful for detecting rare single base variants within a highly abundant wild-type allele, and are even useful when the total sample input quantity is low, as may be the case for circulatory tumor DNA (ctDNA) in patient blood plasma.
[0014] Os métodos da invenção geralmente consistem em um estágio de reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) seguido por um estágio de PCR simétrica mais convencional. No estágio de AIPR geralmente apenas uma fita da sequência de ácido nucleico-alvo é copiada, o que gera uma pluralidade de modelos para PCR simétrica convencional. Portanto, enquanto uma PCR convencional em princípio é amplificação exponencial, AIPR em princípio é amplificação linear. Para amplificação de qualquer sequência-alvo de interesse determinada, pelo menos dois iniciadores são projetados de modo a flanquear a sequência de interesse, de modo que um iniciador (chamado de “iniciador-H”) tenha uma temperatura de fusão (Tm) muito alta e outro iniciador na fita e orientação opostos tenha uma Tm bem menor (“iniciador- L”). Os dois estágios (AIPR e PCR) diferem nas condições de termociclagem e os iniciadores que estão funcionalmente ativos durante cada estágio.[0014] The methods of the invention generally consist of an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) stage followed by a more conventional symmetric PCR stage. In the AIPR stage generally only one strand of the target nucleic acid sequence is copied, which generates a plurality of templates for conventional symmetric PCR. Therefore, while a conventional PCR in principle is exponential amplification, AIPR in principle is linear amplification. For amplification of any given target sequence of interest, at least two primers are designed to flank the sequence of interest, such that one primer (called the “H-primer”) has a very high melting temperature (Tm) and another primer on the opposite strand and orientation has a much lower Tm (“L-primer”). The two stages (AIPR and PCR) differ in the thermocycling conditions and the primers that are functionally active during each stage.
[0015] No estágio de AIPR, a sequência de fita simples-alvo é copiada pela polimerase que é iniciada com o uso do oligonucleotídeo de iniciador-H complementar a uma extremidade da sequência-alvo de interesse e apenas uma cópia única (por exemplo, a sequência complementar ao modelo) é sintetizada por ciclo térmico. Isso geralmente é alcançado por ciclagem térmica para 1) uma temperatura para desnaturalizar o DNA em moléculas de fita simples; 2) para uma temperatura que é permissível para anelamento do iniciador-H para iniciar cópia monodirecional da sequência- alvo de interesse por uma polimerase de DNA, mas a temperatura não permissível ao anelamento de iniciador-L; 3) para uma temperatura para permitir extensão da fita sintetizada por uma polimerase de DNA, mas na qual o iniciador-L ainda não pode anelar; 4) repetir etapas 1 a 3 em ciclos repetidos, conforme necessário, com uma cópia complementar adicional sintetizada por ciclo que é iniciada e estendida a partir de iniciador-H. A cópia sintetizada é o complemento Watson-Crick para a sequência de fita simples à qual o iniciador-H se anela e, desse modo, cada cópia sintetizada não se torna um modelo para amplificação adicional durante quaisquer ciclos térmicos do estágio de AIPR. Diversas a muitas séries de cópia de AIPR apenas em uma única direção são realizadas por ciclagem, conforme acima, das condições térmicas em que apenas o iniciador-H monodirecional tem capacidade para anelar e se estender para sintetizar uma fita de ácido nucleico. Desse modo, a partir de cada modelo de fita simples original e para cada ciclo térmico, uma única sequência-alvo complementar é gerada, de modo que, por exemplo, depois de X números de execuções de ciclos assimétricos, haverá X novas moléculas de DNA complementares na extremidade do estágio para cada Y números de moléculas de modelo de iniciação de fita simples (portanto, o número total de novas moléculas de DNA complementares na partição de reação será X*Y). Por exemplo, depois de 64 ciclos com apenas 1 modelo-alvo de fita simples na partição de reação, haverá o 1 modelo de fita simples mais 1*64=64 cópias complementares na partição. Com uma probabilidade muito alta, a grande maioria dessas novas moléculas será uma cópia complementar exata da molécula de modelo original, visto que a taxa de erro de polimerase é baixa (0,5 a 300 erros por milhões de pares de base amplificados) e apenas, por exemplo, 64 cópias de diversas dúzias a diversos milhares de comprimento de pares de base são sintetizados cada um. Mesmo no caso de um erro de polimerase ocorrido durante um desses ciclos de AIPR em uma partição de reação que continha apenas 1 molécula de sequência-alvo do tipo selvagem e 0 sequências-alvo mutantes para começar, das 64 novas moléculas de DNA, apenas 1 seria mutante dentre 63 não mutantes. Essa sequência-alvo induzida a erro seria potencialmente problemática se a mesma ocorresse na posição de sequência exata de mais alto interesse, mas pode não ser problemática se a mesma ocorrer em outra posição. Em contrapartida, em uma partição de reação de verdadeiro positivo que começou com 1 verdadeira molécula de sequência-alvo mutante e 0 alvos do tipo selvagem, haveria 64 novos mutantes que contêm moléculas de DNA, de modo excessivamente raro, 63 novos mutantes que contêm moléculas e 1 molécula do tipo selvagem falsa. Portanto, em uma reação de PCR digital, as partições de reação de verdadeiro positivo têm 62 a 64 moléculas-alvo mutantes adicionais em relação à partição que raramente ocorre que agora contém uma sequência mutante de falso positivo devido ao erro de polimerase. Depois desse estágio de AIPR, o estágio de PCR simétrica convencional começa e as partições de reação de verdadeiro positivo têm o equivalente à aproximadamente log2(X) ciclos com “vantagem” em termos de cópias moleculares em relação a partições de reação de falso positivo. Em outras palavras, no exemplo acima com X=64 ciclos assimétricos, as partições de reação de verdadeiro positivo terão aproximadamente log2(64)=6 ciclos de vantagem.[0015] In the AIPR stage, the target single-stranded sequence is copied by the polymerase that is primed using the H-primer oligonucleotide complementary to one end of the target sequence of interest, and only a single copy (e.g., the sequence complementary to the template) is synthesized per thermal cycling. This is typically achieved by thermal cycling to 1) a temperature to denature the DNA into single-stranded molecules; 2) to a temperature that is permissible for annealing of the H-primer to initiate monodirectional copying of the target sequence of interest by a DNA polymerase, but not permissible for annealing of the L-primer; 3) to a temperature to allow extension of the strand synthesized by a DNA polymerase, but at which the L-primer cannot yet anneale; 4) repeating steps 1 through 3 in repeated cycles as needed, with an additional complementary copy synthesized per cycle that is primed and extended from the H-primer. The synthesized copy is the Watson-Crick complement to the single-stranded sequence to which the H-primer anneals, and thus each synthesized copy does not become a template for further amplification during any thermal cycles of the AIPR stage. Several to many rounds of AIPR copying in only one direction are accomplished by cycling, as above, the thermal conditions under which only the monodirectional H-primer is able to anneal and extend to synthesize a nucleic acid strand. Thus, from each original single-stranded template and for each thermal cycle, a unique complementary target sequence is generated, so that, for example, after X number of runs of asymmetric cycling, there will be X new complementary DNA molecules at the end of the stage for every Y number of single-stranded primer template molecules (hence the total number of new complementary DNA molecules in the reaction partition will be X*Y). For example, after 64 cycles with only 1 single-stranded target template in the reaction partition, there will be the 1 single-stranded template plus 1*64=64 complementary copies in the partition. With very high probability, the vast majority of these new molecules will be an exact complementary copy of the original template molecule, since the polymerase error rate is low (0.5 to 300 errors per million base pairs amplified) and only, for example, 64 copies of several dozen to several thousand base pairs in length are synthesized each. Even in the case of a polymerase error occurring during one of these AIPR cycles in a reaction partition that contained only 1 wild-type target sequence molecule and 0 mutant target sequences to begin with, of the 64 new DNA molecules, only 1 would be mutant out of 63 non-mutants. Such an error-induced target sequence would be potentially problematic if it occurred at the exact sequence position of highest interest, but may not be problematic if it occurred at another position. In contrast, in a true-positive reaction partition that started with 1 true mutant target sequence molecule and 0 wild-type targets, there would be 64 novel mutant-containing DNA molecules that are exceedingly rare, 63 novel mutant-containing molecules, and 1 false wild-type molecule. Therefore, in a digital PCR reaction, the true-positive reaction partitions have 62 to 64 additional mutant target molecules relative to the rarely occurring partition that now contains a false-positive mutant sequence due to polymerase error. After this AIPR stage, the conventional symmetric PCR stage begins, and the true-positive reaction partitions have approximately a log2(X) cycle “advantage” in terms of molecular copies over the false-positive reaction partitions. In other words, in the above example with X=64 asymmetric cycles, the true-positive reaction partitions will have approximately a log2(64)=6 cycle advantage.
[0016] Em um sistema de PCR digital com o uso de sondas fluorescentes suprimidas, complementar à sequência- alvo de interesse, que se anela à sua sequência-alvo e cujo fluoróforo é clivado e, portanto, não suprimido pela atividade de exonuclease de uma polimerase, os fluoróforos liberados se acumulam na partição e aumentam seu sinal fluorescente. O PCR convencional é continuado até que o sinal de verdadeiro positivo seja discernível e o sinal de falso positivo ainda esteja defasado por inúmeros ciclos. Um limiar é traçado para separar os dois sinais. Outros métodos para detectar o produto da PCR convencional podem também ser usados.[0016] In a digital PCR system using quenched fluorescent probes complementary to the target sequence of interest, which anneal to its target sequence and whose fluorophore is cleaved and therefore not quenched by the exonuclease activity of a polymerase, the released fluorophores accumulate on the partition and increase its fluorescent signal. Conventional PCR is continued until the true positive signal is discernible and the false positive signal is still lagging behind by a number of cycles. A threshold is drawn to separate the two signals. Other methods for detecting the conventional PCR product can also be used.
[0017] A Figura 1 fornece uma visão geral do método de acordo com uma modalidade da invenção.[0017] Figure 1 provides an overview of the method according to one embodiment of the invention.
[0018] Uma forma de alcançar cópia unidirecional de apenas uma fita-modelo durante o estágio assimétrico ao mesmo tempo que se evita a cópia em direção oposta (fita oposta) é incluir apenas um iniciador único durante o estágio de AIPR e adicionar o segundo iniciador no início do estágio de PCR assimétrico. A maioria dos métodos de PCR digital à base de partição, contudo, não permite atualmente a adição de reagentes, uma vez que o particionamento ocorreu, por exemplo, é difícil adicionar reagentes em gotículas de reação em PCR digital de gotícula (ddPCR).[0018] One way to achieve unidirectional copying of only one template strand during the asymmetric stage while avoiding copying in the opposite direction (opposite strand) is to include only a single primer during the AIPR stage and add the second primer at the beginning of the asymmetric PCR stage. Most partition-based digital PCR methods, however, do not currently allow for the addition of reagents once partitioning has occurred, e.g., it is difficult to add reagents to reaction droplets in droplet digital PCR (ddPCR).
[0019] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método para projeto de ensaio que produz iniciadores que permitem AIPR com ambos os iniciadores presentes na reação utilizando pares de iniciadores com temperaturas de fusão muito diferentes. Um iniciador de Tm alta (iniciador-H) é projetado para uma fita na extremidade da sequência-alvo de interesse e uma Tm baixa (iniciador-L) é projetada para a outra fita na outra extremidade da sequência-alvo de interesse. Os métodos incluem também meios para detectar alelos específicos. Os ditos meios podem, por exemplo, ser sondas específicas de alelo posicionadas em uma base variante. O estágio de AIPR é executado em uma temperatura muito alta em que o iniciador-H de Tm alta tem capacidade para anelar eficientemente e o iniciador-L de Tm baixa não tem. O estágio de PCR simétrica convencional é executado em uma temperatura inferior em que o iniciador-L de Tm baixa e o iniciador-H de Tm alta têm capacidade para se ligarem eficientemente ao modelo específico. Se o sistema usa sondas específicas de alelo, então essas são preferencialmente projetadas de modo que as mesmas se liguem à temperatura de anelamento inferior, ou próximo da mesma. A Tm dos iniciadores e, portanto, a atividade durante os dois estágios, pode ser manipulada pelo comprimento do iniciador, introdução de desalinhamentos de sequência projetados no iniciador e/ou por modificações de iniciador (por exemplo, pelo uso de nucleotídeos variantes, tais como bases de ácido nucleico bloqueado [ANB], ou outras modificações de oligonucleotídeo tais como adição de ligante de sulco menor [MGB]). É essencial que a atividade do iniciador-L seja suprimida durante o estágio de AIPR assimétrico devido ao fato de que sempre que a ligação e extensão do iniciador de Tm baixa ocorrem, há cópia simétrica de ambas as fitas, o que aumenta o substrato para os erros de polimerase potenciais que depois irão se propagar durante cada ciclo subsequente. Devido a esse fato, o projeto de ensaio preferencial em termos de evitar o falso positivo é aquele em que a diferença entre a temperatura de anelamento de estágio assimétrico e a temperatura de fusão de iniciador de Tm baixa é alta.[0019] In one embodiment, the present invention provides a method for assay design that produces primers that allow AIPR with both primers present in the reaction using primer pairs with very different melting temperatures. A high Tm primer (H-primer) is designed for one strand at the end of the target sequence of interest and a low Tm (L-primer) is designed for the other strand at the other end of the target sequence of interest. The methods also include means for detecting specific alleles. Said means may, for example, be allele-specific probes positioned on a variant base. The AIPR stage is performed at a very high temperature where the high Tm H-primer is able to anneal efficiently and the low Tm L-primer is not. The conventional symmetric PCR stage is performed at a lower temperature where the low Tm L-primer and the high Tm H-primer are able to anneal efficiently to the specific template. If the system uses allele-specific probes, then these are preferably designed so that they bind at or near the lower annealing temperature. The Tm of the primers, and therefore the activity during both stages, can be manipulated by primer length, introduction of engineered sequence mismatches into the primer, and/or by primer modifications (e.g., by the use of variant nucleotides such as blocked nucleic acid bases [ANB], or other oligonucleotide modifications such as addition of minor groove binder [MGB]). It is essential that the activity of the L-primer is suppressed during the asymmetric AIPR stage because whenever low-Tm primer binding and extension occurs, there is symmetric copying of both strands, which increases the substrate for potential polymerase errors that will then propagate during each subsequent cycle. Because of this fact, the preferred assay design in terms of avoiding false positives is one in which the difference between the asymmetric stage annealing temperature and the low Tm initiator melting temperature is high.
[0020] Portanto, é um aspecto da invenção fornecer métodos para detecção da presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo ou detecção da presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo em uma amostra que compreende as etapas de[0020] Therefore, it is an aspect of the invention to provide methods for detecting the presence of a target nucleic acid sequence or detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence in a sample comprising the steps of
[0021] a) fornecer uma amostra que compreende ácidos nucleicos-modelo[0021] a) providing a sample comprising model nucleic acids
[0022] b) fornecer um conjunto de iniciadores que compreende pelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, em que o conjunto de iniciadores compreende pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L, em que a temperatura de fusão de iniciador-H é pelo menos 15 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L, e em que o iniciador-L contém uma sequência complementar a um fragmento do produto de alongamento de iniciador-H,[0022] b) providing a primer set comprising at least one pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence, wherein the primer set comprises at least one H-primer and one L-primer, wherein the melting temperature of H-primer is at least 15 °C higher than the melting temperature of L-primer, and wherein the L-primer contains a sequence complementary to a fragment of the elongation product of H-primer,
[0023] c) fornecer uma polimerase de ácido nucleico que tem atividade de polimerase em uma temperatura de alongamento,[0023] c) providing a nucleic acid polymerase that has polymerase activity at an elongation temperature,
[0024] d) preparar reações de PCR particionadas, sendo que cada uma compreende uma parte da amostra, o conjunto de iniciadores, a polimerase de ácido nucleico, reagentes de PCR e, opcionalmente, reagentes de detecção[0024] d) preparing partitioned PCR reactions, each comprising a portion of the sample, the primer set, the nucleic acid polymerase, PCR reagents and, optionally, detection reagents
[0025] e) realizar uma reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) que compreende as etapas de:[0025] e) perform an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) comprising the steps of:
[0026] i. incubar as reações de PCR particionadas emuma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[0026] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[0027] ii. incubar as reações de PCR particionadasem uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[0027] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[0028] iii. opcionalmente, incubar as reações de PCRparticionadas na temperatura de alongamento,[0028] iii. optionally, incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature,
[0029] iv. opcionalmente, repetir etapas i a iii,[0029] iv. optionally, repeat steps i to iii,
[0030] v. amplificar, desse modo, apenas uma fita da sequência de ácido nucleico-alvo[0030] v. thereby amplify only one strand of the target nucleic acid sequence
[0031] f) realizar uma reação em cadeia da polimerase(PCR) que compreende as etapas de:[0031] f) perform a polymerase chain reaction (PCR) comprising the steps of:
[0032] 1) incubar as reações de PCR particionadas auma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[0032] 1) incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[0033] 2) incubar a PCR a uma temperatura deanelamento baixa que permite tanto anelamento de iniciador- H quanto de iniciador-L,[0033] 2) incubate the PCR at a low annealing temperature that allows both H-primer and L-primer annealing,
[0034] 3) incubar a PCR na temperatura dealongamento, o que permite a extensão de todos os iniciadores anelados[0034] 3) incubate the PCR at the elongation temperature, which allows the extension of all annealed primers
[0035] 4) opcionalmente, repetir etapas II a IV,[0035] 4) optionally, repeat steps II to IV,
[0036] 5) amplificar, desse modo, ambas as fitas da sequência de ácido nucleico-alvo para obter um produto de ePCR[0036] 5) thereby amplifying both strands of the target nucleic acid sequence to obtain an ePCR product
[0037] g) detectar se o produto de PCR compreende a sequência de ácido nucleico-alvo ou a sequência variante na sequência de ácido nucleico-alvo.[0037] g) detecting whether the PCR product comprises the target nucleic acid sequence or the variant sequence in the target nucleic acid sequence.
[0038] A Figura 1 mostra uma visão geral de um método IBSAFE. A Figura 1A mostra uma situação em que o modelo mutante está presente. Durante o estágio de AIPR, cópias complementares da sequência mutante são geradas. A temperatura é mantida suficientemente alta de modo que o iniciador-L e as sondas não sejam aneladas. No estágio simétrico, o DNA mutante é exponencialmente amplificado. A Figura 1B mostra a situação em que um modelo de tipo selvagem está presente, mas um erro de polimerase ocorre. Durante o estágio de AIPR, diversas cópias da sequência do tipo selvagem são geradas, mas apenas uma cópia da sequência mutante errônea. A temperatura é mantida suficientemente alta de modo que o iniciador-L e as sondas não sejam aneladas. No estágio simétrico tanto o DNA do tipo selvagem quanto o DNA mutante errôneo são exponencialmente amplificados, contudo, visto que há muitas cópias de DNA do tipo selvagem no início da fase exponencial, o DNA do tipo selvagem excede em muito o número de DNAs mutantes.[0038] Figure 1 shows an overview of an IBSAFE method. Figure 1A shows a situation where the mutant template is present. During the AIPR stage, complementary copies of the mutant sequence are generated. The temperature is kept high enough so that the L-primer and probes are not annealed. In the symmetric stage, the mutant DNA is exponentially amplified. Figure 1B shows the situation where a wild-type template is present, but a polymerase error occurs. During the AIPR stage, several copies of the wild-type sequence are generated, but only one copy of the erroneous mutant sequence. The temperature is kept high enough so that the L-primer and probes are not annealed. In the symmetric stage, both the wild-type DNA and the erroneous mutant DNA are exponentially amplified, however, since there are many copies of wild-type DNA at the beginning of the exponential phase, the wild-type DNA greatly outnumbers the mutant DNA.
[0039] A Figura 2 mostra dois exemplos específicos de projetos de ensaio para duas sequências-alvo de interesse, ambas dentro do oncogene PIK3CA: a variante H1047R localizada no códon 3.140 com mudança de nucleotídeo de A para G (topo), e a variante E542K localizada no códon 1.624 com mudança de nucleotídeo de G para A (fundo).[0039] Figure 2 shows two specific examples of assay designs for two target sequences of interest, both within the PIK3CA oncogene: the H1047R variant located at codon 3,140 with a nucleotide change from A to G (top), and the E542K variant located at codon 1,624 with a nucleotide change from G to A (bottom).
[0040] A Figura 3 mostra plotagens de PCR digital de Gotícula. A Figura mostra o sinal de DNA mutante obtido a partir do Ensaio de Mutação de PrimePCRTM (lado esquerdo) e ensaios IBSAFE (lado direito) para variante PIK3CA H1047R (metade superior) e variante PIK3CA E542K (metade inferior). Gotículas (eixo geométrico X) são indicadas como pontos com sua intensidade fluorescente (eixo geométrico Y). Observa- se que a ausência de gotículas de falso positivo dentro das cavidades de controle de negativo com o uso do método IBSAFE (delineado nas caixas nos cantos à direita no topo de cada diagrama) em comparação com o Ensaio de Mutação de PrimePCRTM.[0040] Figure 3 shows Droplet digital PCR plots. The Figure shows the mutant DNA signal obtained from the PrimePCRTM Mutation Assay (left side) and IBSAFE assays (right side) for PIK3CA H1047R variant (top half) and PIK3CA E542K variant (bottom half). Droplets (X-axis) are indicated as dots with their fluorescent intensity (Y-axis). Note the absence of false positive droplets within the negative control wells using the IBSAFE method (outlined in the boxes in the top right corners of each plot) compared to the PrimePCRTM Mutation Assay.
[0041] A Figura 4 mostra um Projeto de Ensaio experimental - Projeto de ensaio de direcionamento de PIK3CA c.3140A>G (H1047R) com versões alternadas do Iniciador-H (beta 1 e beta 2). Iniciador-H beta 1 é mais curto e, portanto, tem uma temperatura de fusão inferior em relação ao Iniciador-H beta 2. As sondas usadas nesse ensaio são sondas MGB TaqMan® customizadas (Applied Biosystems) que contêm uma tinta repórter de 5’ (FAM ou HEX), um supressor não fluorescente de 3’ e um ligante de sulco menor de 3’ fixados à molécula de supressor.[0041] Figure 4 shows an Experimental Assay Design - PIK3CA c.3140A>G (H1047R) targeting assay design with alternating versions of Primer-H (beta 1 and beta 2). Primer-H beta 1 is shorter and therefore has a lower melting temperature than Primer-H beta 2. The probes used in this assay are custom TaqMan® MGB probes (Applied Biosystems) that contain a 5’ reporter dye (FAM or HEX), a 3’ non-fluorescent quencher, and a 3’ minor groove linker attached to the quencher molecule.
[0042] A Figura 5 mostra Plotagens de Sinal de Mutante (Específico) Demonstrando Efeito de AIPR em Sinal de falso positivo - O projeto de ensaio experimental mostrado na Figura 4 foi usado, o que inclui iniciador-H beta 1 ou beta 2 junto com Iniciador-L e sondas específicas de mutação e sondas específicas do tipo selvagem (consultar a Figura 4) foram executadas com modelo de DNA positivo de mutação (não mostrado; todos os ensaios detectaram a mutação) e sem modelo do tipo selvagem AIPR (A), com AIPR em um temperatura inferior (67 °C) (B) e com AIPR em uma temperatura superior (74 °) (C). Painéis D, E e F mostram Sinal (Específico) de mutante e Nenhum Sinal de falso positivo com o Uso de Diferentes Temperaturas de Anelamento de AIPR e Temperaturas de Anelamento Simétrico; (D) ensaio de IBSAFE para mutação PIK3CA E542K. Nesse exemplo AIPR é executada com uma temperatura de anelamento de 75 °C e o estágio simétrico com uma temperatura de anelamento de 46 °C; (E) ensaio de IBSAFE para mutação E545K em PIK3CA. Nesse exemplo AIPR é executada com uma temperatura de anelamento de 75 °C e o estágio simétrico com o uso de uma temperatura de anelamento de 46 °C; (F) ensaio de IBSAFE para mutação NRAS Q61R com AIPR com o uso de uma temperatura de anelamento de 73 °C e o estágio simétrico com o uso de uma temperatura de anelamento de 48 °C.[0042] Figure 5 shows Mutant (Specific) Signal Plots Demonstrating Effect of AIPR on False Positive Signal - The experimental assay design shown in Figure 4 was used, which includes beta 1 or beta 2 H-Primer along with L-Primer and mutation-specific probes, and wild-type specific probes (see Figure 4) were run with mutation-positive DNA template (not shown; all assays detected the mutation) and no AIPR wild-type template (A), with AIPR at a lower temperature (67°C) (B), and with AIPR at a higher temperature (74°) (C). Panels D, E, and F show Mutant (Specific) Signal and No False Positive Signal with the Use of Different AIPR Annealing Temperatures and Symmetric Annealing Temperatures; (D) IBSAFE assay for PIK3CA E542K mutation. In this example AIPR is performed with an annealing temperature of 75 °C and the symmetric stage with an annealing temperature of 46 °C; (E) IBSAFE assay for E545K mutation in PIK3CA. In this example AIPR is performed with an annealing temperature of 75 °C and the symmetric stage using an annealing temperature of 46 °C; (F) IBSAFE assay for NRAS Q61R mutation with AIPR using an annealing temperature of 73 °C and the symmetric stage using an annealing temperature of 48 °C.
[0043] A Figura 6 mostra um exemplo de limite de comparação de detecção - a frequência de alelo mutante medida para Ensaio de Mutação de PrimePCRTM (lado esquerdo) e ensaios de IBSAFE (lado direito) para variante PIK3CA H1047R (painel de topo e painel inferior) e variante PIK3CA E542K (painel do meio) são mostrados. Os painéis superior e intermediário mostram resultados de ensaios que compreendem DNA-modelo que compreende 0; 0,01; 0,1 e 1% de DNA mutante (sendo que o restante é do tipo selvagem), enquanto o painel inferior mostra resultados dos ensaios que compreendem DNA- modelo que compreende 0; 0,001; 0,01; 0,1; 1 e 10% de DNA mutante. Os sinais de falso positivo para o Ensaio de Mutação de PrimePCRTM indicam que o resultado a 0,01% de MAF não pode ser confiável (sobreposição com o controle negativo) e, portanto, o limite inferior de detecção é 0,1%. Em contrapartida, para ensaios IBSAFE, 0,01% de MAF é confiável, e até mesmo a 0,001% os resultados são confiáveis. O limite mais baixo de detecção ainda tem que ser completamente testado mas é provável, dependendo do ensaio, que seja consideravelmente menor que 0,001%.[0043] Figure 6 shows an example of limit of detection comparison - the mutant allele frequency measured for PrimePCR™ Mutation Assay (left side) and IBSAFE assays (right side) for PIK3CA H1047R variant (top panel and bottom panel) and PIK3CA E542K variant (middle panel) are shown. The top and middle panels show results from assays comprising template DNA comprising 0; 0.01; 0.1 and 1% mutant DNA (with the remainder being wild-type), while the bottom panel shows results from assays comprising template DNA comprising 0; 0.001; 0.01; 0.1; 1 and 10% mutant DNA. The false positive signals for the PrimePCRTM Mutation Assay indicate that the result at 0.01% MAF cannot be trusted (overlap with the negative control) and therefore the lower limit of detection is 0.1%. In contrast, for IBSAFE assays, 0.01% MAF is reliable, and even at 0.001% the results are reliable. The lower limit of detection has yet to be fully tested but is likely, depending on the assay, to be considerably lower than 0.001%.
[0044] A Figura 7 mostra o projeto de ensaio (A) e os resultados (B) de um método de acordo com a invenção com o uso de um iniciador-L modificado desalinhado de direcionamento de mutação KRAS G13D.[0044] Figure 7 shows the assay design (A) and results (B) of a method according to the invention using a misaligned modified L-primer targeting the KRAS G13D mutation.
[0045] Amplificação: A amplificação de um ácido nucleico é a geração de cópias do dito ácido nucleico. O termo “par de iniciadores com capacidade para amplificação de um ácido nucleico-alvo” conforme usado no presente documento se refere ao fato de que se o dito par de iniciadores for adicionado a uma PCR junto com o ácido nucleico-alvo, nucleotídeos e uma polimerase de ácido nucleico, então a dita PCR resultará na produção do ácido nucleico-alvo.[0045] Amplification: Amplification of a nucleic acid is the generation of copies of said nucleic acid. The term “primer pair capable of amplifying a target nucleic acid” as used herein refers to the fact that if said primer pair is added to a PCR together with the target nucleic acid, nucleotides and a nucleic acid polymerase, then said PCR will result in the production of the target nucleic acid.
[0046] Aproximadamente: O termo aproximadamente, conforme usado no presente documento, se refere a +/- 10%, preferencialmente, +/- 5%, por exemplo, a +/- 1%.[0046] Approximately: The term approximately, as used herein, refers to +/- 10%, preferably +/- 5%, for example, +/- 1%.
[0047] Temperatura de desnaturalização: A temperatura de desnaturalização é uma temperatura que permite desnaturalizar todas as moléculas de DNA na amostra e/ou nas reações de PCR e/ou a AIPR para desnaturalizar para moléculas fita simples. De preferência, a temperatura de desnaturalização é suficientemente baixa para assegurar que a polimerase de ácido nucleico não seja permanentemente desnaturalizada. Tipicamente, a temperatura de desnaturalização é uma temperatura na faixa de 90 a 99 °C, tal como na faixa de 92 a 97 °C, por exemplo, na faixa de 94 a 95 °C.[0047] Denaturation temperature: The denaturalization temperature is a temperature that allows all DNA molecules in the sample to be denaturalized and/or in the PCR reactions and/or the AIPR to be denaturalized to single-stranded molecules. Preferably, the denaturalization temperature is sufficiently low to ensure that the nucleic acid polymerase is not permanently denaturalized. Typically, the denaturalization temperature is a temperature in the range of 90 to 99 °C, such as in the range of 92 to 97 °C, for example, in the range of 94 to 95 °C.
[0048] Temperatura de alongamento: A temperatura de alongamento é uma temperatura que permite atividade enzimática da polimerase de ácido nucleico. Tipicamente uma polimerase de ácido nucleico tem atividade em uma faixa de temperatura e, portanto, a temperatura de alongamento pode ser qualquer temperatura dentro da faixa. A maioria das polimerases de ácido nucleico tem uma temperatura ideal, mas retém atividade nas outras temperaturas diferentes da temperatura ideal. Em tais casos, a temperatura de alongamento pode ser qualquer temperatura em que a polimerase de ácido nucleico tenha atividade mesmo se a temperatura não for a temperatura ideal. O termo “polimerase de ácido nucleico que tem atividade de polimerase em uma temperatura de alongamento” conforme usado no presente documento se refere ao fato de que a polimerase de ácido nucleico tem capacidade de síntese catalisadora de uma nova fita de ácido complementar à fita-modelo na temperatura de alongamento. Em algumas modalidades da invenção, a temperatura de alongamento está próxima à temperatura de fusão do iniciador- H. Portanto, uma polimerase de ácido nucleico pode ser escolhida, a qual tem atividade de polimerase a uma temperatura próxima da temperatura de fusão de iniciador-H e/ou o iniciador-H pode ser projetado para ter uma temperatura de fusão próxima da temperatura de alongamento. O termo “próxima à temperatura” conforme usado nessa conexão pode, por exemplo, estar dentro de +/- 5 °C, tal como +/- 2 °C, por exemplo, +/- 1 °C da dita temperatura. Geralmente, a temperatura de alongamento está na faixa de 65 a 80 °C, por exemplo, na faixa de 68 a 75 °C.[0048] Elongation temperature: The elongation temperature is a temperature that allows enzymatic activity of the nucleic acid polymerase. Typically a nucleic acid polymerase has activity over a range of temperatures and therefore the elongation temperature can be any temperature within the range. Most nucleic acid polymerases have an optimal temperature but retain activity at temperatures other than the optimal temperature. In such cases, the elongation temperature can be any temperature at which the nucleic acid polymerase has activity even if the temperature is not the optimal temperature. The term “nucleic acid polymerase having polymerase activity at an elongation temperature” as used herein refers to the fact that the nucleic acid polymerase has the ability to catalyze synthesis of a new strand of acid complementary to the template strand at the elongation temperature. In some embodiments of the invention, the elongation temperature is close to the melting temperature of the H-primer. Therefore, a nucleic acid polymerase may be chosen which has polymerase activity at a temperature close to the melting temperature of the H-primer and/or the H-primer may be designed to have a melting temperature close to the elongation temperature. The term “close to the temperature” as used in this connection may, for example, be within +/- 5°C, such as +/- 2°C, for example, +/- 1°C of said temperature. Generally, the elongation temperature is in the range of 65 to 80°C, for example, in the range of 68 to 75°C.
[0049] Temperatura de fusão: A temperatura de fusão de um iniciador é a temperatura em que 50% do iniciador forma uma hélice dupla estável com sua sequência complementar e os outros 50% são separados em moléculas de fita simples. A temperatura de fusão também pode ser indicada como Tm. Preferencialmente, a Tm conforme usada no presente documento é calculada com o uso de um método do vizinho mais próximo com base no método descrito em Breslauer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 83, 3.746 a 3.750 (1986) com o uso de um parâmetro de concentração de sal de 50 mM e concentração de iniciador de 900 nM. Por exemplo, o método é implantado pelo software "Multiple Primer Analyzer" de Life Technologies/Thermo Fisher Scientific Inc.[0049] Melting temperature: The melting temperature of a primer is the temperature at which 50% of the primer forms a stable double helix with its complementary sequence and the other 50% is cleaved into single-stranded molecules. The melting temperature may also be denoted as Tm. Preferably, Tm as used herein is calculated using a nearest-neighbor method based on the method described in Breslauer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 83, 3746-3750 (1986) using a parameter of 50 mM salt concentration and 900 nM primer concentration. For example, the method is implemented by the "Multiple Primer Analyzer" software from Life Technologies/Thermo Fisher Scientific Inc.
[0050] O termo “par de iniciadores com capacidade para amplificação de um ácido nucleico-alvo” conforme usado no presente documento se refere ao fato de que se o dito par de iniciadores for adicionado a uma PCR junto com o ácido nucleico-alvo, nucleotídeos, polimerase de ácido nucleicos outros reagentes de PCR, então a dita PCR resultará na produção do ácido nucleico-alvo. Um dos iniciadores do par de iniciadores será um iniciador de avanço, enquanto o outro será um iniciador inverso. Se o iniciador-H for um iniciador de avanço, então, preferencialmente, o iniciador-L será um iniciador inverso e vice-versa.[0050] The term “primer pair capable of amplifying a target nucleic acid” as used herein refers to the fact that if said primer pair is added to a PCR together with the target nucleic acid, nucleotides, nucleic acid polymerase and other PCR reagents, then said PCR will result in the production of the target nucleic acid. One of the primers of the primer pair will be a forward primer, while the other will be a reverse primer. If the H-primer is a forward primer, then preferably the L-primer will be a reverse primer and vice versa.
[0051] Reagentes de PCR: Reagentes de PCR são reagentes que são adicionados a uma PCR adicionalmente à polimerase de ácido nucleico, amostra e conjunto de iniciadores. Os reagentes de PCR compreendem pelo menos nucleotídeos. Adicionalmente aos reagentes de PCR podem compreender outros compostos tais como sal (ou sais) e tampão (ou tampões).[0051] PCR reagents: PCR reagents are reagents that are added to a PCR in addition to the nucleic acid polymerase, sample and primer set. PCR reagents comprise at least nucleotides. In addition to PCR reagents they may comprise other compounds such as salt(s) and buffer(s).
[0052] Iniciador-H e iniciador-L: Um iniciador-H é um iniciador que tem uma temperatura de fusão alta, enquanto o iniciador-L é um iniciador que tem uma temperatura de fusão baixa.[0052] H-initiator and L-initiator: An H-initiator is an initiator that has a high melting temperature, while an L-initiator is an initiator that has a low melting temperature.
[0053] Conjunto de iniciadores: Um conjunto de iniciadores contém dois ou mais diferentes iniciadores. Um conjunto de iniciadores contém pelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação de um ácido nucleico-alvo. Além disso, um conjunto de iniciadores de acordo com a invenção contém pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L. Portanto, em modalidades da invenção, em que o conjunto de iniciadores contém apenas dois diferentes iniciadores, então o conjunto de iniciadores contém um iniciador-H e um iniciador-L, em que o iniciador- H e iniciador-L têm capacidade para amplificação de um ácido nucleico-alvo.[0053] Primer set: A primer set contains two or more different primers. A primer set contains at least one pair of primers capable specifically of amplifying a target nucleic acid. Furthermore, a primer set according to the invention contains at least one H-primer and one L-primer. Therefore, in embodiments of the invention, where the primer set contains only two different primers, then the primer set contains one H-primer and one L-primer, wherein the H-primer and L-primer are capable of amplifying a target nucleic acid.
[0054] Ácido nucleico-alvo: Qualquer sequência de ácidos nucleicos cuja presença é desejável ser detectada. Por exemplo, o ácido nucleico-alvo pode ser uma sequência de ácidos nucleicos associada a uma afecção clínica.[0054] Target nucleic acid: Any nucleic acid sequence whose presence it is desirable to detect. For example, the target nucleic acid may be a nucleic acid sequence associated with a clinical condition.
[0055] A presente invenção fornece métodos para detecção da presença de uma sequência variante em um ácido nucleico-alvo em uma amostra.[0055] The present invention provides methods for detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid in a sample.
[0056] Tais métodos podem ser úteis para detectar se uma sequência variante está presente em uma amostra, o que pode compreender uma mistura de ácidos nucleicos-alvo em que apenas uma porção dos ácidos nucleicos-alvo pode compreender a sequência variante. Em particular, os métodos são úteis para detectar a presença de uma sequência variante em uma amostra que compreende ácidos nucleicos-alvo dos quais apenas uma pequena fração pode potencialmente compreender a sequência variante.[0056] Such methods may be useful for detecting whether a variant sequence is present in a sample, which may comprise a mixture of target nucleic acids in which only a portion of the target nucleic acids may comprise the variant sequence. In particular, the methods are useful for detecting the presence of a variant sequence in a sample comprising target nucleic acids of which only a small fraction may potentially comprise the variant sequence.
[0057] A dita sequência variante pode ser qualquer sequência variante que seja desejável detectar. Por exemplo, a sequência variante pode ser associada a uma afecção clínica conforme descrito no presente documento abaixo em mais detalhes na seção “Método de previsão da presença de uma afecção clínica”. Em particular, a sequência variante pode ser qualquer uma dentre as sequências variantes descritas abaixo na seção “Sequência variante e sequências de ácidos nucleicos-alvo”.[0057] Said variant sequence may be any variant sequence that is desirable to detect. For example, the variant sequence may be associated with a clinical condition as described in more detail herein below in the section “Method of predicting the presence of a clinical condition”. In particular, the variant sequence may be any of the variant sequences described below in the section “Variant sequence and target nucleic acid sequences”.
[0058] A amostra pode ser qualquer amostra na qual seja desejável detectar, se a dita sequência variante está presente. Por exemplo, se a sequência variante é indicativa de uma afecção clínica, a amostra pode ser uma amostra de um indivíduo com risco de adquirir a dita afecção clínica.[0058] The sample may be any sample in which it is desirable to detect whether said variant sequence is present. For example, if the variant sequence is indicative of a clinical condition, the sample may be a sample from an individual at risk of acquiring said clinical condition.
[0059] A presente invenção também fornece métodos para detecção da presença de uma sequência de ácido nucleico- alvo em uma amostra.[0059] The present invention also provides methods for detecting the presence of a target nucleic acid sequence in a sample.
[0060] Tais métodos podem ser úteis para detectar se uma sequência de ácido nucleico-alvo está presente em uma amostra. A dita amostra pode compreender uma mistura de ácidos nucleicos-modelo que compreendem potencialmente a sequência de ácido nucleico-alvo. Em particular, os métodos são úteis para detectar a presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo em uma amostra, que pode compreender potencialmente apenas um nível muito baixo da dita sequência de ácido nucleico-alvo.[0060] Such methods may be useful for detecting whether a target nucleic acid sequence is present in a sample. Said sample may comprise a mixture of template nucleic acids that potentially comprise the target nucleic acid sequence. In particular, the methods are useful for detecting the presence of a target nucleic acid sequence in a sample, which may potentially comprise only a very low level of said target nucleic acid sequence.
[0061] A dita sequência de ácido nucleico-alvo pode ser qualquer sequência de ácido nucleico-alvo que seja desejável detectar. Por exemplo, a presença da sequência de ácido nucleico-alvo pode ser associada com uma afecção clínica conforme descrito no presente documento abaixo em mais detalhes na seção “Método de previsão da presença de uma afecção clínica”. Em particular, a sequência de ácido nucleico-alvo pode ser qualquer uma dentre as sequências de ácido nucleico-alvo descritas abaixo na seção “Sequência variante e sequência de ácido nucleico-alvo”.[0061] Said target nucleic acid sequence may be any target nucleic acid sequence that is desirable to detect. For example, the presence of the target nucleic acid sequence may be associated with a clinical condition as described herein below in more detail in the section “Method of predicting the presence of a clinical condition”. In particular, the target nucleic acid sequence may be any of the target nucleic acid sequences described below in the section “Variant sequence and target nucleic acid sequence”.
[0062] A amostra pode ser qualquer amostra na qual seja desejável detectar se a dita sequência de ácido nucleico-alvo está presente. Por exemplo, se a sequência de ácido nucleico-alvo é indicativa de uma afecção clínica, a amostra pode ser uma amostra de um indivíduo com risco de adquirir a dita afecção clínica.[0062] The sample may be any sample in which it is desirable to detect whether said target nucleic acid sequence is present. For example, if the target nucleic acid sequence is indicative of a clinical condition, the sample may be a sample from an individual at risk of acquiring said clinical condition.
[0063] Os métodos de detecção da presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo ou da presença de um ácido nucleico variante em uma amostra em geral compreende as seguintes etapas:[0063] Methods of detecting the presence of a target nucleic acid sequence or the presence of a variant nucleic acid in a sample generally comprise the following steps:
[0064] a) fornecer uma amostra que compreende ácidos nucleicos-modelo;[0064] a) providing a sample comprising model nucleic acids;
[0065] b) fornecer um conjunto de iniciadores que, por exemplo, pode ser qualquer um dos conjuntos de iniciadores descritos no presente documento abaixo na seção “Conjunto de iniciadores”,[0065] b) providing a primer set which, for example, may be any of the primer sets described in this document below in the “Primer Set” section,
[0066] c) fornecer uma polimerase de ácido nucleico que tem atividade de polimerase a uma temperatura de alongamento, que por exemplo, pode ser qualquer uma dentre as polimerases de ácido nucleico descritas no presente documento abaixo na seção “reagentes de PCR”;[0066] c) providing a nucleic acid polymerase that has polymerase activity at an elongation temperature, which for example, may be any of the nucleic acid polymerases described in this document below in the “PCR reagents” section;
[0067] d) preparar reações de PCR particionadas, por exemplo, conforme descrito no presente documento abaixo na seção “Reações de PCR Particionadas”[0067] d) preparing partitioned PCR reactions, for example, as described in this document below in the section “Partitioned PCR Reactions”
[0068] e) realizar uma reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR), por exemplo, conforme descrito no presente documento abaixo na seção “Reação de polimerase incremental assimétrica”[0068] e) performing an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR), for example, as described in this document below in the section “Asymmetric incremental polymerase reaction”
[0069] f) realizar uma reação em cadeia da polimerase (PCR), preferencialmente, uma reação de PCR exponencial conforme descrito no presente documento abaixo na seção “PCR Exponencial”[0069] f) perform a polymerase chain reaction (PCR), preferably an exponential PCR reaction as described in this document below in the “Exponential PCR” section
[0070] g) detectar se o produto de PCR compreende a sequência de ácido nucleico-alvo ou a sequência variante na sequência de ácido nucleico-alvo, em que a dita detecção, por exemplo, pode ser realizada conforme descrito no presente documento abaixo na seção “Detecção”.[0070] g) detecting whether the PCR product comprises the target nucleic acid sequence or the variant sequence in the target nucleic acid sequence, wherein said detection, for example, may be carried out as described herein below in the “Detection” section.
[0071] Cada reação de PCR particionada deve compreender pelo menos parte da amostra, o conjunto de iniciadores, e reagentes de PCR suficientes para permitir uma reação de PCR. Métodos e reagentes úteis para realizar uma reação de PCR são bem conhecidos por uma pessoa versada. Por exemplo, cada reação de PCR particionada pode compreender qualquer um dentre a polimerase de ácido nucleico e reagentes de PCR, descritos no presente documento abaixo na seção “reagentes de PCR”.[0071] Each partitioned PCR reaction must comprise at least part of the sample, the primer set, and sufficient PCR reagents to enable a PCR reaction. Methods and reagents useful for performing a PCR reaction are well known to one of ordinary skill in the art. For example, each partitioned PCR reaction may comprise any of the nucleic acid polymerase and PCR reagents described herein below in the “PCR reagents” section.
[0072] Dependendo do modo de detecção relacionada ao produto de PCR compreender a sequência variante ou não, cada reação de PCR particionada pode também compreender reagentes de detecção, tais como qualquer um dentre os reagentes de detecção descritos abaixo na seção “Detecção”.[0072] Depending on whether the detection mode related to the PCR product comprises the variant sequence or not, each partitioned PCR reaction may also comprise detection reagents, such as any of the detection reagents described below in the “Detection” section.
[0073] Os métodos da invenção são úteis, por exemplo, para aplicações que necessitam de discriminação de alto desempenho entre quaisquer duas sequências com inúmeros nucleotídeos. Por exemplo, os métodos da invenção são úteis para aplicações que necessitam de discriminação de alto desempenho entre quaisquer duas sequências que difere apenas por uma ou algumas bases de nucleotídeo e em que a taxa de erro de incorporação de base de polimerase inerente pode levar a sequências-alvo de falsamente positivas de interesse. Os métodos podem ser usados com discriminação à base de sonda de variantes de nucleotídeo único, por exemplo, conforme descrito no presente documento abaixo na seção “Detecção” ou com discriminação à base de iniciador. O método pode ser aplicado a qualquer tipo de sequências de ácido desoxirribonucleico ou ribonucleico modificadas ou não modificadas (DNA/RNA) de interesse em quaisquer organismos e de qualquer comprimento dentre algumas dúzias de nucleotídeos em comprimento até centenas até milhares de nucleotídeos de comprimento. O método pode ser usado com iniciadores modificados ou não modificados, com ou sem sondas modificadas ou não modificadas. O método pode ser realizado em multiplexação com muitas interrogações simultâneas de múltiplas sequências-alvo de interesse.[0073] The methods of the invention are useful, for example, for applications requiring high performance discrimination between any two sequences with numerous nucleotides. For example, the methods of the invention are useful for applications requiring high performance discrimination between any two sequences that differ by only one or a few nucleotide bases and where the inherent polymerase base incorporation error rate can lead to false positive target sequences of interest. The methods can be used with probe-based discrimination of single nucleotide variants, for example, as described herein below in the “Detection” section, or with primer-based discrimination. The method can be applied to any type of modified or unmodified deoxyribonucleic or ribonucleic acid (DNA/RNA) sequences of interest in any organisms and of any length from a few dozen nucleotides in length to hundreds to thousands of nucleotides in length. The method can be used with modified or unmodified primers, with or without modified or unmodified probes. The method can be performed in multiplexing with many simultaneous interrogations of multiple target sequences of interest.
[0074] Em geral, os métodos da invenção têm um limite muito baixo de detecção. Isso permite uma detecção de sequência de ácido nucleico-alvo potencialmente presente em níveis muito baixos, e/ou detecção da presença de sequências variantes potencialmente presentes em níveis muito baixos em misturas que compreendem outras sequências de ácidos nucleicos-alvo. Em geral, uma grande diferença entre a temperatura de fusão de iniciador-H e iniciador-L pode permitir um limite muito baixo de detecção. As temperaturas de fusão úteis do iniciador-H e do iniciador-L são descritas no presente documento abaixo. Também uma grande diferença entre a temperatura de anelamento alta e a temperatura de anelamento baixa aplicadas pode permitir um limite muito baixo de detecção. Temperaturas de anelamento alta e baixa úteis são descritas no presente documento abaixo.[0074] In general, the methods of the invention have a very low limit of detection. This allows detection of target nucleic acid sequence potentially present at very low levels, and/or detection of the presence of variant sequences potentially present at very low levels in mixtures comprising other target nucleic acid sequences. In general, a large difference between the melting temperature of primer-H and primer-L may allow a very low limit of detection. Useful melting temperatures of primer-H and primer-L are described herein below. Also a large difference between the applied high annealing temperature and low annealing temperature may allow a very low limit of detection. Useful high and low annealing temperatures are described herein below.
[0075] O limite de detecção pode ser determinado de várias maneiras. Por exemplo, o limite de detecção pode ser determinado através da determinação da fração de alelo mutante mínimo (MAF) que pode ser confiavelmente diferenciada de um controle negativo que contém apenas modelo de tipo selvagem. A fração de alelo mutante é a fração de alelos mutantes detectada em comparação com o número total de alelos (tipo selvagem mais mutante) detectados. Em teoria, a MAF deve ser zero quando o modelo de entrada é do tipo selvagem apenas, contudo, devido aos falsos positivos, a fração pode estar acima de zero. Os falsos positivos levam a um limite mais fraco de detecção para um método devido ao fato de que MAF muito baixa em um verdadeiro positivo não pode ser distinguida da MAF muito baixa detectada em um negativo verdadeiro. Preferencialmente, os métodos da invenção têm um limite de detecção MAF que é inferior a 0,01%, por exemplo, o mesmo pode ser inferior a 0,001%. A MAF pode, por exemplo, ser determinada conforme descrito no presente documento abaixo no Exemplo 1.[0075] The detection limit can be determined in a number of ways. For example, the detection limit can be determined by determining the minimum mutant allele fraction (MAF) that can be reliably differentiated from a negative control that contains only wild-type template. The mutant allele fraction is the fraction of mutant alleles detected compared to the total number of alleles (wild-type plus mutant) detected. In theory, the MAF should be zero when the input template is wild-type only, however, due to false positives, the fraction can be above zero. False positives lead to a poorer detection limit for a method due to the fact that very low MAF in a true positive cannot be distinguished from the very low MAF detected in a true negative. Preferably, the methods of the invention have a MAF detection limit that is less than 0.01%, e.g., it can be less than 0.001%. The MAF can, for example, be determined as described herein below in Example 1.
[0076] A presente invenção também fornece Kit de partes que compreende:[0076] The present invention also provides a kit of parts comprising:
[0077] a) um conjunto de iniciadores, que por exemplo, pode ser qualquer um dentre os conjuntos de iniciadores descritos no presente documento abaixo na seção “Conjunto de iniciadores”,[0077] a) a primer set, which for example, may be any of the primer sets described in this document below in the “Primer Set” section,
[0078] b) uma sonda de detecção tem capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que a dita sonda está ligada a pelo menos um fluoróforo e pelo menos um supressor, em que a dita sonda de detecção, por exemplo, pode ser qualquer uma dentre as sondas de detecção descritas no presente documento abaixo na seção “Detecção”,[0078] b) a detection probe is capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence, said probe being linked to at least one fluorophore and at least one quencher, wherein said detection probe, for example, may be any of the detection probes described in this document below in the “Detection” section,
[0079] c) uma polimerase de ácido nucleico que, por exemplo, pode ser qualquer uma das polimerases de ácido nucleico descritas no presente documento abaixo na seção “reagentes de PCR”;[0079] c) a nucleic acid polymerase which, for example, may be any of the nucleic acid polymerases described in this document below in the “PCR reagents” section;
[0080] d) reagentes de PCR que, por exemplo, podem ser qualquer um dentre os reagentes descritos no presente documento abaixo na seção “reagentes de PCR”;[0080] d) PCR reagents which, for example, may be any of the reagents described in this document below in the “PCR reagents” section;
[0081] e) reagentes para preparar gotículas que contém reações de PCR particionadas, que por exemplo, podem ser qualquer um dos reagentes descritos no presente documento abaixo na seção “Reações de PCR Particionadas”.[0081] e) reagents for preparing droplets containing partitioned PCR reactions, which for example, may be any of the reagents described in this document below in the section “Partitioned PCR Reactions”.
[0082] Os kits de partes são particularmente úteis para realizar os métodos da invenção.[0082] Parts kits are particularly useful for carrying out the methods of the invention.
[0083] Conforme descrito acima, os métodos da invenção são úteis para detectar a presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo.[0083] As described above, the methods of the invention are useful for detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence.
[0084] Frequentemente, a dita sequência variante pode ser uma sequência mutacionada. Portanto, a sequência de ácido nucleico-alvo pode ser uma sequência de ácido nucleico, que pode estar presente como uma sequência do tipo selvagem ou uma sequência mutacionada.[0084] Often, said variant sequence may be a mutated sequence. Therefore, the target nucleic acid sequence may be a nucleic acid sequence, which may be present as a wild-type sequence or a mutated sequence.
[0085] É possível também que a sequência variante seja um polimorfismo e, portanto, a sequência de ácido nucleico-alvo pode estar presente como vários polimorfos diferentes. A fim de simplificar a discussão, a sequência de ácido nucleico-alvo de ocorrência mais comum é chamada no presente documento também de “sequência do tipo selvagem”, apesar de que estritamente também a sequência variante em algumas circunstâncias pode ser considerada uma sequência do tipo selvagem.[0085] It is also possible that the variant sequence is a polymorphism and therefore the target nucleic acid sequence may be present as several different polymorphs. In order to simplify the discussion, the most commonly occurring target nucleic acid sequence is referred to herein also as the “wild-type sequence”, although strictly speaking also the variant sequence in some circumstances may be considered a wild-type sequence.
[0086] Portanto, os métodos da invenção podem ser métodos para detectar a presença de uma sequência variante em uma sequência de ácidos nucleicos-alvo, em que a dita sequência de ácido nucleico-alvo pode potencialmente estar presente como uma sequência do tipo selvagem ou a mesma pode compreender a sequência variante.[0086] Therefore, the methods of the invention may be methods for detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence, wherein said target nucleic acid sequence may potentially be present as a wild-type sequence or it may comprise the variant sequence.
[0087] A sequência variante pode diferir da sequência do tipo selvagem por substituição (ou substituições), exclusão (ou exclusões) e/ou inserção (ou inserções). Pode ser preferencial que tanto a sequência do tipo selvagem quanto a sequência variante possam ser amplificadas em uma reação de PCR pelo par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo. Consequentemente, pode ser preferencial que a sequência do tipo selvagem e a sequência variante não difiram muito entre si em comprimento. A sequência variante pode, por exemplo, diferir da sequência do tipo selvagem através da inserção na faixa de 1 a 1.000 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 100 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 50 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 10 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 5, nucleotídeos, tal como inserção de 1 nucleotídeo. De maneira similar, a sequência variante pode por exemplo, diferir da sequência do tipo selvagem por exclusão na faixa de 1 a 1000 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 100 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 50 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 10 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 5, nucleotídeos, tais como a exclusão de 1 nucleotídeo. A sequência variante pode também diferir da sequência do tipo selvagem por substituição, por exemplo, por substituição na faixa de 1 a 1.000 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 100 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 50 nucleotídeos, tal como na faixa de 1 a 10 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 1 a 5, nucleotídeos, tal como substituição de 1 nucleotídeo.[0087] The variant sequence may differ from the wild-type sequence by substitution(s), deletion(s) and/or insertion(s). It may be preferred that both the wild-type sequence and the variant sequence can be amplified in a PCR reaction by the primer pair capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence. Accordingly, it may be preferred that the wild-type sequence and the variant sequence do not differ greatly from each other in length. The variant sequence may, for example, differ from the wild-type sequence by insertion in the range of 1 to 1,000 nucleotides, such as in the range of 1 to 100 nucleotides, for example, in the range of 1 to 50 nucleotides, such as in the range of 1 to 10 nucleotides, for example, in the range of 1 to 5 nucleotides, such as an insertion of 1 nucleotide. Similarly, the variant sequence may, for example, differ from the wild-type sequence by a deletion in the range of 1 to 1000 nucleotides, such as in the range of 1 to 100 nucleotides, for example, in the range of 1 to 50 nucleotides, such as in the range of 1 to 10 nucleotides, for example, in the range of 1 to 5 nucleotides, such as a deletion of 1 nucleotide. The variant sequence may also differ from the wild-type sequence by a substitution, for example, by a substitution in the range of 1 to 1000 nucleotides, such as in the range of 1 to 100 nucleotides, for example, in the range of 1 to 50 nucleotides, such as in the range of 1 to 10 nucleotides, for example, in the range of 1 to 5 nucleotides, such as a substitution of 1 nucleotide.
[0088] Portanto, em uma modalidade da invenção, a sequência variante pode diferir da sequência do tipo selvagem por apenas um nucleotídeo, por exemplo, pela exclusão, inserção ou substituição de 1 nucleotídeo. Portanto, a sequência variante pode ser uma variação de nucleotídeo única ou mutação de nucleotídeo única. A sequência variante também pode ser um polimorfismo, tal como um polimorfismo de nucleotídeo único.[0088] Therefore, in one embodiment of the invention, the variant sequence may differ from the wild-type sequence by only one nucleotide, for example by the deletion, insertion or substitution of 1 nucleotide. Therefore, the variant sequence may be a single nucleotide variation or single nucleotide mutation. The variant sequence may also be a polymorphism, such as a single nucleotide polymorphism.
[0089] Conforme explicado acima, pode ser preferencial que tanto a sequência do tipo selvagem quanto a sequência variante possam ser amplificadas em uma reação de PCR com o uso do par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo. O dito par de iniciadores consiste em um iniciador de avanço e um iniciador inverso. É preferível que o iniciador de avanço compreenda ou mesmo consista em uma sequência idêntica a uma parte da sequência-alvo, que está presente tanto na sequência do tipo selvagem-alvo quanto na sequência-alvo que compreende a sequência variante. Contudo, é possível também que o iniciador de avanço compreenda ou ainda consista em uma sequência idêntica a uma parte da sequência-alvo exceto por alguns desalinhamentos, por exemplo, até 10 desalinhamentos, tal como até 5 desalinhamentos, por exemplo, até 2 desalinhamentos. De modo similar, é preferível que o iniciador inverso compreenda ou ainda consista em uma sequência complementar a uma parte da sequência-alvo, que está presente tanto na sequência do tipo selvagem-alvo quanto na sequência-alvo que compreende a sequência variante. Contudo, também é possível que o iniciador inverso compreenda ou mesmo consista em uma sequência complementar a uma parte da sequência-alvo exceto por poucos desalinhamentos, por exemplo, exceto por até 10 desalinhamentos, tal como até 5 desalinhamentos, por exemplo, até 2 desalinhamentos. Iniciadores podem conter desalinhamentos por diversos motivos, por exemplo, a fim de ajustar o iniciador a uma Tm adequada. Desse modo, os métodos da invenção resultarão na amplificação tanto da sequência do tipo selvagem-alvo quanto da sequência-alvo que compreende a sequência variante. Portanto, o produto de PCR pode compreender tanto a sequência de ácido nucleico-alvo que compreende a sequência variante quanto a sequência de ácido nucleico-alvo que não tem a sequência variante.[0089] As explained above, it may be preferred that both the wild-type sequence and the variant sequence can be amplified in a PCR reaction using a primer pair capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence. Said primer pair consists of a forward primer and a reverse primer. It is preferred that the forward primer comprises or even consists of a sequence identical to a part of the target sequence that is present in both the target wild-type sequence and the target sequence comprising the variant sequence. However, it is also possible that the forward primer comprises or even consists of a sequence identical to a part of the target sequence except for some mismatches, for example up to 10 mismatches, such as up to 5 mismatches, for example up to 2 mismatches. Similarly, it is preferred that the reverse primer comprises or consists of a sequence complementary to a portion of the target sequence that is present in both the target wild-type sequence and the target sequence comprising the variant sequence. However, it is also possible that the reverse primer comprises or consists of a sequence complementary to a portion of the target sequence except for a few mismatches, e.g., except for up to 10 mismatches, such as up to 5 mismatches, e.g., up to 2 mismatches. Primers may contain mismatches for a variety of reasons, e.g., in order to adjust the primer to a suitable Tm. Thus, the methods of the invention will result in amplification of both the target wild-type sequence and the target sequence comprising the variant sequence. Therefore, the PCR product may comprise both the target nucleic acid sequence comprising the variant sequence and the target nucleic acid sequence lacking the variant sequence.
[0090] A presença da sequência variante pode então ser determinada por qualquer método disponível para a pessoa versada, por exemplo, conforme descrito no presente documento abaixo na seção “Detecção”.[0090] The presence of the variant sequence may then be determined by any method available to the skilled person, for example, as described herein below in the “Detection” section.
[0091] Conforme descrito no presente documento acima, os métodos da invenção podem ser usados para discriminar entre duas sequências muito similares e, portanto, detectar a presença de uma sequência variante similar a uma sequência do tipo selvagem.[0091] As described in this document above, the methods of the invention can be used to discriminate between two very similar sequences and therefore detect the presence of a variant sequence similar to a wild-type sequence.
[0092] Pode haver muitas razões diferentes pelas quais é desejável detectar uma determinada sequência variante. Por exemplo, a sequência variante pode ser associada com uma afecção clínica ou um risco de adquirir uma afecção clínica. A sequência variante pode também fornecer um perfil ou pelo menos contribuir para um perfil de um indivíduo, o que ajuda na identificação de um indivíduo. Isso pode ter aplicações forenses.[0092] There may be many different reasons why it is desirable to detect a particular variant sequence. For example, the variant sequence may be associated with a clinical condition or a risk of acquiring a clinical condition. The variant sequence may also provide a profile or at least contribute to a profile of an individual, which aids in the identification of an individual. This may have forensic applications.
[0093] Contudo, os métodos da invenção também podem ser usados simplesmente para detectar a presença de uma determinada sequência de ácido nucleico-alvo. A dita sequência de ácido nucleico-alvo pode ser qualquer sequência de ácido nucleico que é desejável para detectar. Por exemplo, pode ser desejável detectar a presença de ácidos nucleicos de um patógeno estranho. Geralmente é preferencial que a sequência de ácido nucleico-alvo seja adequada como um modelo para polimerases de ácido nucleico.[0093] However, the methods of the invention may also be used simply to detect the presence of a particular target nucleic acid sequence. Said target nucleic acid sequence may be any nucleic acid sequence that it is desirable to detect. For example, it may be desirable to detect the presence of nucleic acids from a foreign pathogen. It is generally preferred that the target nucleic acid sequence be suitable as a template for nucleic acid polymerases.
[0094] Os métodos descritos no presente documento envolvem o uso de um conjunto de iniciadores. O conjunto de iniciadores compreende pelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, e o conjunto de iniciadores compreende pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L.[0094] The methods described herein involve the use of a primer set. The primer set comprises at least one pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence, and the primer set comprises at least one H-primer and one L-primer.
[0095] É compreendido dentro da invenção que o iniciador-H e o iniciador-L podem constituir um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, em algumas modalidades da invenção o conjunto de iniciadores pode consistir no iniciador-H e no iniciador-L.[0095] It is understood within the invention that the H-primer and the L-primer may constitute a pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence. Therefore, in some embodiments of the invention the primer set may consist of the H-primer and the L-primer.
[0096] Em determinadas modalidades da invenção, as reações de PCR particionadas contêm apenas os seguintes ácidos nucleicos: ácidos nucleicos presentes na amostra, iniciador-H, iniciador-L, nucleotídeos livres e, opcionalmente, uma ou mais sondas de detecção.[0096] In certain embodiments of the invention, partitioned PCR reactions contain only the following nucleic acids: nucleic acids present in the sample, H-primer, L-primer, free nucleotides, and optionally one or more detection probes.
[0097] Contudo, também é possível que o par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo sejam diferentes do iniciador-H e do iniciador-L. Também é compreendido pela invenção que o iniciador-L junto com um iniciador, que não é o iniciador-H constitui o par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo.[0097] However, it is also possible that the primer pair capable of specifically amplifying the target nucleic acid sequence are different from the H-primer and the L-primer. It is also understood by the invention that the L-primer together with a primer, which is not the H-primer constitutes the primer pair capable of specifically amplifying the target nucleic acid sequence.
[0098] O par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo consiste em dois iniciadores, que podem ser chamados de um iniciador de avanço e um iniciador inverso. O iniciador de avanço tem preferencialmente capacidade para anelamento na fita complementar da sequência de ácido nucleico-alvo na extremidade 5’ ou próximo à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. Preferencialmente, o iniciador de avanço compreende uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador de avanço pode até mesmo consistir em uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico- alvo. No caso de o iniciador de avanço compreender uma sequência não idêntica à sequência de ácido nucleico-alvo, é preferível que a extremidade 3’ do iniciador consista em uma sequência idêntica à sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador inverso é preferencialmente com capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico-alvo na extremidade 3’ ou perto da extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico- alvo. Preferencialmente, o iniciador inverso compreende uma sequência complementar à extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador inverso pode até mesmo consistir em uma sequência complementar à extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. No caso em que o iniciador inverso compreende uma sequência não complementar à sequência de ácido nucleico-alvo, é preferível que a extremidade 5’ do iniciador consiste em uma sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo.[0098] The primer pair capable specifically for amplification of the target nucleic acid sequence consists of two primers, which may be called a forward primer and a reverse primer. The forward primer is preferably capable of annealing to the complementary strand of the target nucleic acid sequence at or near the 5' end of the target nucleic acid sequence. Preferably, the forward primer comprises a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. The forward primer may even consist of a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. In the event that the forward primer comprises a sequence not identical to the target nucleic acid sequence, it is preferable that the 3' end of the primer consists of a sequence identical to the target nucleic acid sequence. The reverse primer is preferably capable of annealing to the target nucleic acid sequence at or near the 3' end of the target nucleic acid sequence. Preferably, the reverse primer comprises a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence. The reverse primer may even consist of a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence. In the case where the reverse primer comprises a sequence non-complementary to the target nucleic acid sequence, it is preferable that the 5' end of the primer consists of a sequence complementary to the target nucleic acid sequence.
[0099] Contempla-se que o iniciador de avanço pode ser iniciador-H, e o iniciador inverso pode ser iniciador- L.[0099] It is contemplated that the forward initiator may be an H-initiator, and the reverse initiator may be an L-initiator.
[00100] Também é contemplado que o iniciador de avanço pode ser iniciador-H, e o iniciador inverso pode ser um iniciador, que não é iniciador-H nem iniciador-L.[00100] It is also contemplated that the forward initiator may be an H-initiator, and the reverse initiator may be an initiator that is neither an H-initiator nor an L-initiator.
[00101] Também é contemplado que o iniciador de avanço pode ser iniciador-L, e o iniciador inverso pode ser iniciador-H.[00101] It is also contemplated that the forward primer may be L-primer, and the reverse primer may be H-primer.
[00102] Também é contemplado que o iniciador de avanço pode ser iniciador-L, e o iniciador inverso pode ser um iniciador, que não é iniciador-H nem iniciador-L.[00102] It is also contemplated that the forward initiator may be an L-initiator, and the reverse initiator may be an initiator that is neither an H-initiator nor an L-initiator.
[00103] Em modalidades da invenção em que o iniciador de avanço é iniciador-H, pode ser preferencial que as reações de PCR compreendem apenas iniciadores inversos que têm uma temperatura de fusão, que é pelo menos 10 °C inferior, preferencialmente, pelo menos 15 °C inferior, tal como, pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, pelo menos 25 °C inferior, tal como, pelo menos 30 °C, tal como na faixa de 15 a 50 °C, por exemplo, na faixa de 15 a 40 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Em modalidades da invenção, em que o conjunto de iniciadores compreende diversos pares de iniciadores que consiste em um iniciador-H e um iniciador inverso, então cada iniciador inverso, preferencialmente, tem a temperatura de fusão mencionada anteriormente em relação ao iniciador-H do par de iniciadores.[00103] In embodiments of the invention wherein the forward primer is primer-H, it may be preferred that the PCR reactions comprise only reverse primers that have a melting temperature that is at least 10 °C lower, preferably at least 15 °C lower, such as at least 20 °C lower, e.g. at least 25 °C lower, such as at least 30 °C, such as in the range of 15 to 50 °C, e.g. in the range of 15 to 40 °C lower than the melting temperature of primer-H. In embodiments of the invention wherein the primer set comprises a plurality of primer pairs consisting of a primer-H and a reverse primer, then each reverse primer preferably has the aforementioned melting temperature relative to the primer-H of the primer pair.
[00104] Em modalidades da invenção em que o iniciador inverso é iniciador-H, pode ser preferencial que as reações de PCR compreendem apenas iniciadores de avanço que têm uma temperatura de fusão, que é pelo menos 10 °C inferior, preferencialmente, pelo menos 15 °C inferior, tal como, pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, pelo menos 25° C inferior, tal como, pelo menos 30 °C, por exemplo, na faixa de 15 a 50 °C inferior, por exemplo, na faixa de 15 a 40 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Em modalidades da invenção, em que o conjunto de iniciadores compreende diversos pares de iniciadores que consistem em um iniciador- H e um iniciador de avanço, então cada iniciador de avanço preferencialmente tem a temperatura de fusão mencionada anteriormente em relação ao iniciador-H do par de iniciadores.[00104] In embodiments of the invention wherein the reverse primer is primer-H, it may be preferred that the PCR reactions comprise only forward primers that have a melting temperature that is at least 10°C lower, preferably at least 15°C lower, such as at least 20°C lower, e.g. at least 25°C lower, such as at least 30°C, e.g. in the range 15 to 50°C lower, e.g. in the range 15 to 40°C lower than the melting temperature of primer-H. In embodiments of the invention wherein the primer set comprises a plurality of primer pairs consisting of a primer-H and a forward primer, then each forward primer preferably has the aforementioned melting temperature relative to the primer-H of the primer pair.
[00105] Os iniciadores podem ser qualquer oligonucleotídeo ou ácido nucleico com capacidade para atuar como um ponto de iniciação de síntese de DNA em condições adequadas. Tais condições podem incluir aquelas de AIPR ou PCR descritas no presente documento abaixo na seção “Reação em cadeia da polimerase incremental assimétrica” ou “PCR Exponencial”.[00105] Primers may be any oligonucleotide or nucleic acid capable of acting as a DNA synthesis initiation point under suitable conditions. Such conditions may include those of AIPR or PCR described herein below in the section “Asymmetric Incremental Polymerase Chain Reaction” or “Exponential PCR”.
[00106] Em alguns casos, um iniciador pode ser identificado de modo detectável. Em alguns casos, um iniciador não é identificado de modo detectável.[00106] In some cases, an initiator may be detectably identified. In some cases, an initiator is not detectably identified.
[00107] O comprimento dos iniciadores pode depender da sequência da sequência de ácido nucleico-alvo. Conforme explicado no presente documento em outro momento, o iniciador-H tem uma temperatura de fusão que é significativamente superior à temperatura de fusão do iniciador-L. Se o conjunto de iniciadores contém mais iniciadores que o iniciador-H e iniciador-L, então é preferível que os iniciadores restantes são projetados para ter uma temperatura de fusão similar à temperatura de fusão de iniciador-L ou inferior à temperatura de fusão de iniciador-L. Contudo, é compreendido na invenção que o conjunto de iniciadores pode compreender mais que um iniciador-H. Em tais casos é preferível que qualquer iniciador, que junto com qualquer um dos iniciadores-H têm capacidade para amplificação de um ácido nucleico-alvo tem uma temperatura de fusão similar à temperatura de fusão de iniciador-L ou inferior à temperatura de fusão de iniciador- L.[00107] The length of the primers may depend on the sequence of the target nucleic acid sequence. As explained elsewhere herein, the H-primer has a melting temperature that is significantly higher than the melting temperature of the L-primer. If the primer set contains more primers than the H-primer and the L-primer, then it is preferable that the remaining primers are designed to have a melting temperature similar to the melting temperature of the L-primer or lower than the melting temperature of the L-primer. However, it is understood in the invention that the primer set may comprise more than one H-primer. In such cases it is preferable that any primer, which together with any of the H-primers is capable of amplifying a target nucleic acid has a melting temperature similar to the melting temperature of the L-primer or lower than the melting temperature of the L-primer.
[00108] Portanto, é preferível que o conjunto de iniciadores compreenda o iniciador-H e o iniciador-L, em que iniciador-H tem uma temperatura de fusão que é pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de todos os outros iniciadores no conjunto de iniciadores. Por exemplo, o iniciador-H pode ter uma temperatura de fusão que é pelo menos 12 °C, tal como pelo menos 14 °C, por exemplo, pelo menos 16 °C, tal como pelo menos 18 °C, por exemplo, pelo menos 20 °C superior à temperatura de fusão de todos os outros iniciadores no conjunto de iniciadores. O iniciador- H pode ter uma temperatura de fusão ainda mais alta, por exemplo, uma temperatura de fusão que é pelo menos 25 °C acima, tal como, pelo menos 30 °C acima, por exemplo, uma temperatura de fusão que está na faixa de 15 a 50 °C, tal como na faixa de 15 a 40 °C superior à temperatura de fusão de todos os outros iniciadores no conjunto de iniciadores. Se as reações de PCR particionadas também compreendem uma ou mais sondas, tais sondas podem também ter uma temperatura de fusão, que é pelo menos 10 °C, tal como pelo menos 12 °C, tal como pelo menos 14 °C, por exemplo, pelo menos 16 °C, tal como pelo menos 18 °C, por exemplo, pelo menos 20 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Contudo, as sondas podem também ter temperaturas de fusão superiores.[00108] Therefore, it is preferred that the primer set comprises primer-H and primer-L, wherein primer-H has a melting temperature that is at least 10 °C higher than the melting temperature of all other primers in the primer set. For example, primer-H may have a melting temperature that is at least 12 °C, such as at least 14 °C, e.g., at least 16 °C, such as at least 18 °C, e.g., at least 20 °C higher than the melting temperature of all other primers in the primer set. Primer-H may have an even higher melting temperature, for example, a melting temperature that is at least 25 °C above, such as at least 30 °C above, for example, a melting temperature that is in the range of 15 to 50 °C, such as in the range of 15 to 40 °C higher than the melting temperature of all other primers in the primer set. If the partitioned PCR reactions also comprise one or more probes, such probes may also have a melting temperature that is at least 10 °C, such as at least 12 °C, such as at least 14 °C, for example, at least 16 °C, such as at least 18 °C, for example, at least 20 °C lower than the melting temperature of primer-H. However, probes may also have higher melting temperatures.
[00109] Em uma modalidade, o iniciador-H é o único iniciador no conjunto de iniciadores que tem uma temperatura de fusão pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L. Na dita modalidade todos os outros iniciadores têm uma temperatura de fusão, que é no máximo 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L. Por exemplo, todos os iniciadores, exceto iniciador-H, podem ter uma temperatura de fusão dentro da faixa de +/- 10 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, tal como dentro da faixa de +/- 8 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, por exemplo, dentro da faixa de +/-6 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, tal como dentro da faixa de +/- 4 °C da temperatura de fusão de iniciador-L. Se as reações de PCR particionadas também compreendem uma ou mais sondas, sendo que as ditas sondas podem também ter uma temperatura de fusão dentro da faixa de +/- 10 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, tal como dentro da faixa de +/- 8 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, por exemplo, dentro da faixa de +/-6 °C da temperatura de fusão de iniciador-L, tal como dentro da faixa de +/- 4 °C da temperatura de fusão de iniciador-L. Contudo, também é compreendido na invenção que as sondas têm uma temperatura de fusão superior, por exemplo, uma temperatura de fusão até 20 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L.[00109] In one embodiment, primer-H is the only primer in the set of primers that has a melting temperature at least 10 °C higher than the melting temperature of primer-L. In said embodiment all other primers have a melting temperature that is at most 10 °C higher than the melting temperature of primer-L. For example, all primers except primer-H may have a melting temperature within the range of +/- 10 °C of the melting temperature of primer-L, such as within the range of +/- 8 °C of the melting temperature of primer-L, for example, within the range of +/- 6 °C of the melting temperature of primer-L, such as within the range of +/- 4 °C of the melting temperature of primer-L. If the partitioned PCR reactions also comprise one or more probes, said probes may also have a melting temperature within the range of +/- 10 °C of the L-primer melting temperature, such as within the range of +/- 8 °C of the L-primer melting temperature, for example within the range of +/- 6 °C of the L-primer melting temperature, such as within the range of +/- 4 °C of the L-primer melting temperature. However, it is also understood within the invention that the probes have a higher melting temperature, for example a melting temperature up to 20 °C higher than the L-primer melting temperature.
[00110] Em uma modalidade da invenção, é preferível que o conjunto de iniciadores não compreenda quaisquer iniciadores:[00110] In one embodiment of the invention, it is preferred that the primer set does not comprise any primers:
[00111] a) que tenham uma temperatura de fusão que está na faixa de +/- 15 °C, preferencialmente, na faixa de +/- 20 °C, tal como na faixa de +/- 25 °C, por exemplo, na faixa de +/- 10 °C da temperatura de fusão de iniciador-H, tal como dentro da faixa de +/- 8 °C da temperatura de fusão de iniciador-H, por exemplo, dentro da faixa de +/- 6 °C da temperatura de fusão de iniciador-H, tal como dentro da faixa de +/- 4 °C da temperatura de fusão de iniciador-H; e[00111] a) having a melting temperature that is in the range of +/- 15 °C, preferably in the range of +/- 20 °C, such as in the range of +/- 25 °C, for example in the range of +/- 10 °C of the H-initiator melting temperature, such as within the range of +/- 8 °C of the H-initiator melting temperature, for example within the range of +/- 6 °C of the H-initiator melting temperature, such as within the range of +/- 4 °C of the H-initiator melting temperature; and
[00112] b) que, juntamente com o iniciador-H, possa constituir um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo.[00112] b) which, together with the H-primer, can constitute a pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence.
[00113] Em uma modalidade da invenção, é preferível que todos os iniciadores dentro do conjunto de iniciadores, que junto com iniciador-H podem constituir um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, tenham uma temperatura de fusão que seja pelo menos 10 °C, preferencialmente, pelo menos 15 °C, tal como pelo menos 20 °C, por exemplo, pelo menos 25 °C, tal como pelo menos 30 °C, por exemplo, na faixa de 15 a 50 °C, tal como na faixa de 15 a 40 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H.[00113] In one embodiment of the invention, it is preferred that all primers within the primer set, which together with primer-H may constitute a primer pair capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence, have a melting temperature that is at least 10 °C, preferably at least 15 °C, such as at least 20 °C, for example at least 25 °C, such as at least 30 °C, for example in the range 15 to 50 °C, such as in the range 15 to 40 °C lower than the melting temperature of primer-H.
[00114] Portanto, é preferível que o conjunto de iniciadores compreenda o iniciador-H e o iniciador-L, em que iniciador-H tem uma temperatura de fusão que é pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de todos os outros iniciadores no conjunto de iniciadores. Por exemplo, o iniciador-H pode ter uma temperatura de fusão que é pelo menos 12 °C, tal como pelo menos 14 °C, por exemplo, pelo menos 16 °C, tal como pelo menos 18 °C, por exemplo, pelo menos 20 °C superior à temperatura de fusão de todos os outros iniciadores no conjunto de iniciadores. Se as reações de PCR particionadas também compreendem uma ou mais sondas, tais sondas podem também ter uma temperatura de fusão, que é pelo menos 10 °C, tal como pelo menos 12 °C, tal como pelo menos 14 °C, por exemplo, pelo menos 16 °C, tal como pelo menos 18 °C, por exemplo, pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, na faixa de 20 a 45 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Contudo, também é compreendido na invenção que as sondas podem ter uma temperatura de fusão superior, até mesmo uma temperatura de fusão similar à temperatura de fusão de iniciador-H.[00114] Therefore, it is preferred that the primer set comprises primer-H and primer-L, wherein primer-H has a melting temperature that is at least 10 °C higher than the melting temperature of all other primers in the primer set. For example, primer-H may have a melting temperature that is at least 12 °C, such as at least 14 °C, e.g., at least 16 °C, such as at least 18 °C, e.g., at least 20 °C higher than the melting temperature of all other primers in the primer set. If the partitioned PCR reactions also comprise one or more probes, such probes may also have a melting temperature which is at least 10 °C, such as at least 12 °C, such as at least 14 °C, for example, at least 16 °C, such as at least 18 °C, for example, at least 20 °C lower, for example, in the range of 20 to 45 °C lower than the H-primer melting temperature. However, it is also understood in the invention that the probes may have a higher melting temperature, even a melting temperature similar to the H-primer melting temperature.
[00115] A pessoa versada terá capacidade para projetar iniciadores que têm uma temperatura de fusão apropriada. Em geral, a temperatura de fusão de um iniciador pode depender do comprimento do iniciador, da sequência do iniciador e também da presença de análogos de nucleotídeo. Há algumas restrições à sequência do iniciador, devido ao fato de que a mesma deve ter capacidade para se anelar à sequência de ácido nucleico-alvo e/ou à sequência complementar. Portanto, dentro da restrição à sequência, a pessoa versada pode projetar um iniciador que tem a temperatura de fusão desejada através do ajuste do comprimento do iniciador. A temperatura de fusão (Tm) pode ser determinada conforme descrito no presente documento acima na seção “Definições”.[00115] The skilled person will be able to design primers that have an appropriate melting temperature. In general, the melting temperature of a primer may depend on the length of the primer, the sequence of the primer, and also the presence of nucleotide analogs. There are some restrictions on the sequence of the primer, due to the fact that it must be able to anneal to the target nucleic acid sequence and/or the complementary sequence. Therefore, within the restriction on the sequence, the skilled person can design a primer that has the desired melting temperature by adjusting the length of the primer. The melting temperature (Tm) can be determined as described herein above in the “Definitions” section.
[00116] A temperatura de fusão pode também depender da presença de análogos de nucleotídeo e, portanto, iniciadores que têm uma temperatura de fusão apropriada podem ser projetados projetando-se iniciadores que compreendem um ou mais análogos de nucleotídeo. A temperatura de fusão pode também depender da presença de desalinhamentos de nucleotídeo no ácido nucleico-alvo e, portanto, iniciadores que têm uma temperatura de fusão apropriada podem ser projetados os quais compreendem um ou mais desalinhamentos de nucleotídeo.[00116] The melting temperature may also depend on the presence of nucleotide analogues and therefore primers having an appropriate melting temperature may be designed by designing primers comprising one or more nucleotide analogues. The melting temperature may also depend on the presence of nucleotide mismatches in the target nucleic acid and therefore primers having an appropriate melting temperature may be designed which comprise one or more nucleotide mismatches.
[00117] Iniciadores podem incorporar recursos adicionais que permitem a detecção ou imobilização do iniciador, mas não alteram uma propriedade básica do iniciador (por exemplo, atuando como um ponto de iniciação de síntese de DNA). Por exemplo, iniciadores podem conter uma sequência adicional de ácido nucleico na extremidade 5 ‘ que não hibridiza à sequência de ácido nucleico-alvo ou à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo, mas que facilita a clonagem ou detecção de um produto amplificado. Por exemplo, a sequência adicional pode compreender uma clivagem de enzima de restrição e/ou local de reconhecimento. Uma região do iniciador que é suficientemente complementar a um modelo para hibridizar pode ser chamada no presente documento como uma região de hibridização. Iniciadores também podem ser ligados a etiquetas, por exemplo, etiquetas fluorescentes, funcionalizadas ou de união. As ditas etiquetas podem ser unidas a suas extremidades, açúcares ou bases. Iniciadores podem também conter desalinhamento (ou desalinhamentos) de extremidade 3’ em projetos em que o iniciador discrimina entre sequências de ácido nucleico-alvo variante e do tipo selvagem, para diminuir ou extinguir o alongamento da sequência modelo não desejado.[00117] Primers may incorporate additional features that allow detection or immobilization of the primer, but do not alter a basic property of the primer (e.g., acting as a DNA synthesis initiation point). For example, primers may contain an additional nucleic acid sequence at the 5' end that does not hybridize to the target nucleic acid sequence or to the sequence complementary to the target nucleic acid sequence, but that facilitates cloning or detection of an amplified product. For example, the additional sequence may comprise a restriction enzyme cleavage and/or recognition site. A region of the primer that is sufficiently complementary to a template to hybridize may be referred to herein as a hybridization region. Primers may also be linked to labels, e.g., fluorescent, functionalized, or splice labels. Said labels may be attached to their ends, sugars, or bases. Primers may also contain 3' end mismatches in designs where the primer discriminates between wild-type and variant target nucleic acid sequences, to decrease or extinguish unwanted template sequence elongation.
[00118] O iniciador pode ser um DNA de fita simples antes da união a um ácido nucleico modelo. Em alguns casos, o iniciador inicialmente compreende sequência de fita dupla, por exemplo, o iniciador pode formar um laço em forma de grampo. Portanto, em geral, um iniciador é um polinucleotídeo ou oligonucleotídeo e, frequentemente, os iniciadores são DNA. Contudo, iniciadores de acordo com a invenção podem compreender um ou mais análogos de nucleotídeo assim como compreender ácido ribonucleico (RNA).[00118] The primer may be single-stranded DNA prior to binding to a template nucleic acid. In some cases, the primer initially comprises double-stranded sequence, e.g., the primer may form a hairpin loop. Therefore, in general, a primer is a polynucleotide or oligonucleotide, and often primers are DNA. However, primers according to the invention may comprise one or more nucleotide analogues as well as comprising ribonucleic acid (RNA).
[00119] Os análogos de nucleotídeo são bem conhecidos na técnica, e os iniciadores e sondas da invenção podem incorporar qualquer análogo de nucleotídeo útil. Os análogos de nucleotídeo podem, por exemplo, ser análogos de nucleotídeo que têm um grupo de açúcar modificado, análogos de nucleotídeo de ácido nucleico bloqueado (LNA), análogos de nucleotídeo de ácidos nucleicos de peptídeo (PNA), análogos de nucleotídeo de ácido nucleico de glicol (GNA), análogos de nucleotídeo de ácido nucleico treósico (TNA), análogos de nucleosídeo bicíclico e tricíclico, ácidos nucleicos de fosfonomonoéster que incorporam um grupo de fósforo na cadeia principal, ou compostos heterocíclicos, policíclicos, que podem ser usados no lugar de uma ou mais das porções químicas de base heterocíclica de ocorrência natural.[00119] Nucleotide analogues are well known in the art, and the primers and probes of the invention may incorporate any useful nucleotide analogue. Nucleotide analogues may, for example, be nucleotide analogues having a modified sugar group, locked nucleic acid (LNA) nucleotide analogues, peptide nucleic acid (PNA) nucleotide analogues, glycol nucleic acid (GNA) nucleotide analogues, threosic nucleic acid (TNA) nucleotide analogues, bicyclic and tricyclic nucleoside analogues, phosphonomonoester nucleic acids incorporating a phosphorus group in the backbone, or heterocyclic, polycyclic compounds, which may be used in place of one or more of the naturally occurring heterocyclic base chemical moieties.
[00120] Em outra modalidade, um iniciador ou uma sonda utilizada em métodos e composições descritos no presente documento podem compreender um ou mais nucleosídeos universais. Exemplos não limitantes de nucleosídeos universais são 5-nitroindol e inosina.[00120] In another embodiment, a primer or probe used in methods and compositions described herein may comprise one or more universal nucleosides. Non-limiting examples of universal nucleosides are 5-nitroindole and inosine.
[00121] Iniciadores podem ser projetados de acordo com parâmetros conhecidos por evitarem estruturas secundárias e autohibridização.[00121] Primers can be designed according to known parameters to avoid secondary structures and self-hybridization.
[00122] Iniciadores estão comercialmente disponíveis através de diversos fornecedores e podem ser preparados por uma variedade de métodos, o que inclui, mas sem limitação à clonagem de sequências apropriadas e síntese química direta com o uso de métodos bem conhecidos na técnica (Narang et al., Métodos Enzymol. 68:90 (1979); Brown et al., Methods Enzymol. 68:109 (1979)).[00122] Primers are commercially available from a number of suppliers and can be prepared by a variety of methods, including, but not limited to, cloning of appropriate sequences and direct chemical synthesis using methods well known in the art (Narang et al., Methods Enzymol. 68:90 (1979); Brown et al., Methods Enzymol. 68:109 (1979)).
[00123] Os métodos e kits da invenção envolvem o uso de um conjunto de iniciadores que compreende um iniciador-H e um iniciador-L, em que a temperatura de fusão de iniciador- H é pelo menos 10 °C, preferencialmente, pelo menos 15 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L, e em que iniciador-L contém uma sequência complementar ao produto de alongamento de iniciador-H. O conjunto de iniciadores pode compreender outros iniciadores, por exemplo, conforme descrito no presente documento acima na seção “Conjunto de iniciadores”, contudo, o conjunto de iniciadores pode também consistir no iniciador-H e no iniciador-L, em que o iniciador-H e o iniciador-L têm capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo.[00123] The methods and kits of the invention involve the use of a primer set comprising an H-primer and an L-primer, wherein the melting temperature of primer-H is at least 10 °C, preferably at least 15 °C higher than the melting temperature of primer-L, and wherein primer-L contains a sequence complementary to the elongation product of primer-H. The primer set may comprise other primers, for example as described herein above in the “Primer Set” section, however, the primer set may also consist of primer-H and primer-L, wherein primer-H and primer-L are capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence.
[00124] O iniciador-H é preferencialmente projetado como um iniciador para amplificação da sequência-alvo ou da sequência complementar à sequência-alvo. Portanto, o iniciador-H tem preferencialmente capacidade para anelamento tanto à sequência de ácido nucleico-alvo quanto à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo. Por exemplo, o iniciador-H pode ter capacidade para anelamento à fita complementar da sequência de ácido nucleico-alvo na extremidade 5’ ou perto da extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo, ou o iniciador-H pode ter capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico-alvo na extremidade 3’ ou perto da extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, o iniciador-H pode compreender uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-H pode até mesmo consistir em uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-H pode também compreender uma sequência idêntica à sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, o iniciador-H pode compreender uma sequência complementar à extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-H pode até mesmo consistir em uma sequência complementar à extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo.[00124] Primer-H is preferably designed as a primer for amplification of the target sequence or the sequence complementary to the target sequence. Therefore, primer-H preferably has the ability to anneale to both the target nucleic acid sequence and the sequence complementary to the target nucleic acid sequence. For example, primer-H may have the ability to anneale to the complementary strand of the target nucleic acid sequence at or near the 5' end of the target nucleic acid sequence, or primer-H may have the ability to anneale to the target nucleic acid sequence at or near the 3' end of the target nucleic acid sequence. Therefore, primer-H may comprise a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. Primer-H may even consist of a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. Primer-H may also comprise a sequence identical to the target nucleic acid sequence. Therefore, the H-primer may comprise a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence. The H-primer may even consist of a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence.
[00125] De modo similar, o iniciador-L é preferencialmente projetado como um iniciador para amplificação da sequência-alvo ou da sequência complementar à sequência-alvo. Se o iniciador-H for projetado para amplificação da sequência-alvo, o iniciador-L é preferencialmente projetado para amplificação da sequência complementar à sequência-alvo e vice-versa. Portanto, o iniciador-L tem preferencialmente capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico-alvo ou à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo. Se o iniciador-H tem capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico-alvo, então o iniciador-L tem preferencialmente capacidade para anelamento à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo e vice- versa. Por exemplo, o iniciador-L pode ter capacidade para anelamento à fita complementar da sequência de ácido nucleico-alvo na extremidade 5’ ou perto da extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo, ou o iniciador-L pode ter capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico- alvo na extremidade 3’ ou perto da extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, o iniciador-L pode compreender uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-L pode até mesmo consistir em uma sequência idêntica à extremidade 5’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-L pode também compreender uma sequência idêntica à sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, o iniciador-L pode compreender uma sequência complementar à extremidade 3’ da sequência de ácido nucleico-alvo. O iniciador-L pode até mesmo consistir em uma sequência complementar à extremidade 3' da sequência de ácido nucleico-alvo.[00125] Similarly, primer-L is preferably designed as a primer for amplification of the target sequence or the sequence complementary to the target sequence. If primer-H is designed for amplification of the target sequence, primer-L is preferably designed for amplification of the sequence complementary to the target sequence and vice versa. Therefore, primer-L preferably has the ability to anneale to the target nucleic acid sequence or the sequence complementary to the target nucleic acid sequence. If primer-H has the ability to anneale to the target nucleic acid sequence, then primer-L preferably has the ability to anneale to the sequence complementary to the target nucleic acid sequence and vice versa. For example, the L-primer may be capable of annealing to the complementary strand of the target nucleic acid sequence at or near the 5' end of the target nucleic acid sequence, or the L-primer may be capable of annealing to the target nucleic acid sequence at or near the 3' end of the target nucleic acid sequence. Therefore, the L-primer may comprise a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. The L-primer may even consist of a sequence identical to the 5' end of the target nucleic acid sequence. The L-primer may also comprise a sequence identical to the target nucleic acid sequence. Therefore, the L-primer may comprise a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence. The L-primer may even consist of a sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence.
[00126] Em uma modalidade, da invenção o iniciador-H compreende ou consiste em uma sequência de nucleotídeos, que é idêntica à sequência na extremidade 5' da sequência de ácido nucleico-alvo e o iniciador-L compreende ou consiste em uma sequência idêntica à sequência complementar da extremidade 3' da sequência de ácido nucleico-alvo.[00126] In one embodiment of the invention the H-primer comprises or consists of a nucleotide sequence, which is identical to the sequence at the 5' end of the target nucleic acid sequence and the L-primer comprises or consists of a sequence identical to the complementary sequence of the 3' end of the target nucleic acid sequence.
[00127] Em outra modalidade da invenção, o iniciador- L compreende ou consiste em uma sequência de nucleotídeos que é idêntica à sequência na extremidade 5' da sequência de ácido nucleico-alvo e o iniciador-H compreende ou consiste em uma sequência idêntica à sequência complementar à extremidade 3' da sequência de ácido nucleico-alvo.[00127] In another embodiment of the invention, primer-L comprises or consists of a nucleotide sequence that is identical to the sequence at the 5' end of the target nucleic acid sequence and primer-H comprises or consists of a sequence identical to the sequence complementary to the 3' end of the target nucleic acid sequence.
[00128] Em ainda outra modalidade da invenção, o iniciador-L consiste em duas partes, uma parte que é complementar ou idêntica a um fragmento da sequência de ácido nucleico-alvo e outra parte que não é complementar ou idêntica à sequência de ácido nucleico-alvo. Tais iniciadores também podem ser chamados como “iniciador-L modificado desalinhado” no presente documento. A dita parte que é complementar ou idêntica a um fragmento da sequência de ácido nucleico-alvo pode ter uma temperatura de fusão muito baixa, e pode ser chamada de “parte não desalinhada de iniciador-L”. A parte não desalinhada de iniciador-L pode consistir tipicamente na faixa de 7 a 15 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 7 a 12 nucleotídeos. A dita parte que não é complementar ou idêntica à sequência de ácido nucleico- alvo pode conter uma sequência aleatória e pode ser chamada de “parte desalinhada de iniciador-L”. A parte desalinhada de iniciador-L pode tipicamente consistir em 2 a 8 nucleotídeos, tal como na faixa de 2 a 6 nucleotídeos, mas poderia ser 1 nucleotídeo ou >8 nucleotídeos. Esse pode, em particular, ser o caso nas modalidades da invenção que compreendem uma etapa de PCR de temperatura baixa conforme descrito no presente documento acima na seção “PCR de temperatura baixa”. A extremidade 3' do dito iniciador-L pode, por exemplo, estar em uma base que varia entre uma sequência de ácido nucleico-alvo verdadeira e uma um quase homólogo não alvo. A parte desalinhada, com a incorporação em ácidos nucleicos recém-sintetizados e síntese seguinte da 2a fita complementar, pode se tornar uma região de hibridização apropriada.[00128] In yet another embodiment of the invention, the L-primer consists of two parts, a part that is complementary or identical to a fragment of the target nucleic acid sequence and another part that is not complementary or identical to the target nucleic acid sequence. Such primers may also be referred to as “misaligned modified L-primer” herein. Said part that is complementary or identical to a fragment of the target nucleic acid sequence may have a very low melting temperature, and may be referred to as “non-misaligned L-primer part”. The non-misaligned L-primer part may typically consist of the range of 7 to 15 nucleotides, for example, in the range of 7 to 12 nucleotides. Said part that is not complementary or identical to the target nucleic acid sequence may contain a random sequence and may be referred to as “misaligned L-primer part”. The misaligned part of primer-L may typically consist of 2 to 8 nucleotides, such as in the range of 2 to 6 nucleotides, but could be 1 nucleotide or >8 nucleotides. This may in particular be the case in embodiments of the invention comprising a low temperature PCR step as described herein above in the section “Low temperature PCR”. The 3' end of said primer-L may for example be at a base ranging between a true target nucleic acid sequence and a non-target near-homologous one. The misaligned part, upon incorporation into newly synthesized nucleic acids and subsequent synthesis of the complementary 2nd strand, may become a suitable hybridization region.
[00129] O iniciador-H e o iniciador-L são projetados para ter as temperaturas de fusão conforme indicado no presente documento. A pessoa versada terá capacidade para projetar iniciador-H e iniciador-L para ter a temperatura de fusão desejada ajustando-se a sequência dos iniciadores, o comprimento dos iniciadores e, opcionalmente, incorporando- se análogos de nucleotídeo conforme descrito no presente documento acima na seção “Conjunto de iniciadores”.[00129] Primer-H and Primer-L are designed to have melting temperatures as indicated herein. The skilled person will be able to design Primer-H and Primer-L to have the desired melting temperature by adjusting the primer sequence, primer length, and optionally incorporating nucleotide analogs as described herein above in the “Primer Set” section.
[00130] O iniciador-H é projetado de modo que o iniciador-H tenha uma temperatura de anelamento que é significativamente superior à temperatura de anelamento do iniciador-L, por exemplo, pelo menos 10 °C acima. Portanto, a temperatura de fusão do iniciador-H pode ser pelo menos 12 °C superior, por exemplo, pelo menos 15 °C superior, preferencialmente, pelo menos 14 °C superior, até mesmo, mais preferencialmente, pelo menos 16 °C superior, ainda mais preferencialmente, 18 °C superior, tal como pelo menos 20 °C superior, por exemplo, na faixa de 15 a 50 °C, tal como na faixa de 15 a 40 °C, por exemplo, na faixa de 15 a 25 °C superior à temperatura de fusão do iniciador-L. Em algumas modalidades, é preferível que a temperatura de fusão do iniciador-H seja pelo menos 30 ° superior, tal como na faixa de 30 a 50 °C.[00130] The H-primer is designed such that the H-primer has an annealing temperature that is significantly higher than the annealing temperature of the L-primer, e.g., at least 10 °C higher. Therefore, the melting temperature of the H-primer can be at least 12 °C higher, e.g., at least 15 °C higher, preferably at least 14 °C higher, even more preferably at least 16 °C higher, even more preferably 18 °C higher, such as at least 20 °C higher, e.g., in the range of 15 to 50 °C, such as in the range of 15 to 40 °C, e.g., in the range of 15 to 25 °C higher than the melting temperature of the L-primer. In some embodiments, it is preferred that the melting temperature of the H-primer is at least 30 °C higher, such as in the range of 30 to 50 °C.
[00131] Em geral, é preferível que a temperatura de fusão de iniciador-H seja tão alta quanto possível, mas não acima da mais alta temperatura de alongamento funcional de pelo menos uma polimerase de ácido nucleico. A dita temperatura de alongamento não precisa ser a temperatura ideal para a dita polimerase de ácido nucleico, mas é preferível que pelo menos uma polimerase de ácido nucleico tenha atividade na temperatura de fusão iniciador-H. Portanto, a temperatura de fusão do iniciador-H pode se aproximar ou pode até mesmo exceder 80 °C.[00131] In general, it is preferred that the H-primer melting temperature be as high as possible, but not above the highest functional elongation temperature of at least one nucleic acid polymerase. Said elongation temperature need not be the optimal temperature for said nucleic acid polymerase, but it is preferred that at least one nucleic acid polymerase have activity at the H-primer melting temperature. Therefore, the H-primer melting temperature may approach or may even exceed 80°C.
[00132] O iniciador-H pode compreender um ou mais análogos de nucleotídeo, por exemplo, qualquer um dos análogos de nucleotídeo descritos no presente documento acima na seção “Conjunto de iniciadores”. A incorporação de alguns análogos de nucleotídeo pode aumentar a temperatura de fusão e, consequentemente, o iniciador-H pode em particular, compreender análogos de nucleotídeo, em que a incorporação dos ditos análogos de nucleotídeo aumenta a temperatura de fusão do iniciador. Portanto, o iniciador-H pode compreender um ou mais LNAs, PNAs, GNAs e/ou TNAs. Por exemplo, o iniciador-H pode compreender na faixa de 1 a 20, tal como na faixa de 1 a 15, por exemplo, na faixa de 5 a 10 análogos de nucleotídeo, por exemplo, LNA.[00132] The H-primer may comprise one or more nucleotide analogues, for example any of the nucleotide analogues described herein above in the “Primer Set” section. The incorporation of some nucleotide analogues may increase the melting temperature and accordingly the H-primer may in particular comprise nucleotide analogues, wherein the incorporation of said nucleotide analogues increases the melting temperature of the primer. Therefore, the H-primer may comprise one or more LNAs, PNAs, GNAs and/or TNAs. For example, the H-primer may comprise in the range of 1 to 20, such as in the range of 1 to 15, for example in the range of 5 to 10 nucleotide analogues, for example LNA.
[00133] Visto que é também preferencial que a temperatura de fusão de iniciador-L seja suficientemente alta para assegurar anelamento específico de iniciador-L à sequência de ácido nucleico-alvo/à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo, e a temperatura de fusão de iniciador-H deva ser significativamente superior à temperatura de fusão de iniciador-H, então frequentemente, a temperatura de fusão de iniciador-H é pelo menos 60 °C. A temperatura de fusão de iniciador-H pode também frequentemente ser pelo menos 70 °C. A temperatura de fusão de iniciador-H pode por exemplo, estar na faixa de 60 a 90 °C, por exemplo, na faixa de 60 a 85 °C, tal como na faixa de 70 a 85 °C, por exemplo, na faixa de 70 a 80 °C.[00133] Since it is also preferred that the L-primer melting temperature be sufficiently high to ensure specific annealing of L-primer to the target nucleic acid sequence/the sequence complementary to the target nucleic acid sequence, and the H-primer melting temperature should be significantly higher than the H-primer melting temperature, then often the H-primer melting temperature is at least 60°C. The H-primer melting temperature may also often be at least 70°C. The H-primer melting temperature may for example be in the range of 60 to 90°C, for example in the range of 60 to 85°C, such as in the range of 70 to 85°C, for example in the range of 70 to 80°C.
[00134] A temperatura de fusão de iniciador-L é, de preferência, suficientemente alta para assegurar anelamento específico de iniciador-L à sequência de ácido nucleico- alvo/à sequência complementar da sequência de ácido nucleico-alvo, mas também significativamente inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Frequentemente, a temperatura de fusão do iniciador-L está na faixa de 30 a 55 °C, tal como na faixa de 35 a 55 °C, preferencialmente, na faixa de 40 a 50 °C.[00134] The melting temperature of primer-L is preferably sufficiently high to ensure specific annealing of primer-L to the target nucleic acid sequence/the complementary sequence of the target nucleic acid sequence, but also significantly lower than the melting temperature of primer-H. Often, the melting temperature of primer-L is in the range of 30 to 55 °C, such as in the range of 35 to 55 °C, preferably in the range of 40 to 50 °C.
[00135] Os métodos da invenção envolvem etapas de realizar PCR. A pessoa versada está bem ciente de como realizar uma PCR e quais reagentes podem ser úteis para realizar uma PCR. Tais reagentes são chamados de reagentes de PCR no presente documento. O kit de partes da invenção também compreende reagentes de PCR.[00135] The methods of the invention involve steps of performing PCR. The skilled person is well aware of how to perform a PCR and which reagents may be useful for performing a PCR. Such reagents are referred to as PCR reagents herein. The kit of parts of the invention also comprises PCR reagents.
[00136] Para a maioria dos objetivos, os reagentes de PCR compreendem nucleotídeos. Portanto, os reagentes de PCR podem compreender desoxinucleosídeo trifosfatos (dNTPs), em particular, todos os quatro desoxinucleosídeo trifosfatos (dNTPs) de ocorrência natural.[00136] For most purposes, PCR reagents comprise nucleotides. Therefore, PCR reagents may comprise deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), in particular, all four naturally occurring deoxynucleoside triphosphates (dNTPs).
[00137] Os reagentes de PCR frequentemente compreendem moléculas de desoxiribonucleosídeo trifosfato, o que inclui todos os dATP, dCTP, dGTP, dTTP. Em alguns casos dUTP é adicionado.[00137] PCR reagents often comprise deoxyribonucleoside triphosphate molecules, which include all of dATP, dCTP, dGTP, dTTP. In some cases dUTP is added.
[00138] Os reagentes de PCR podem também compreender compostos úteis no auxílio da atividade da polimerase de ácido nucleico. Portanto, o reagente de PCR pode compreender um cátion divalente, por exemplo, íons de magnésio. Os ditos íons de magnésio podem ser adicionados na forma, por exemplo, de cloreto de magnésio ou acetato de magnésio (MgCl2) ou sulfato de magnésio é usado.[00138] PCR reagents may also comprise compounds useful in aiding nucleic acid polymerase activity. Thus, the PCR reagent may comprise a divalent cation, for example, magnesium ions. Said magnesium ions may be added in the form of, for example, magnesium chloride or magnesium acetate (MgCl2), or magnesium sulfate is used.
[00139] Os reagentes de PCR podem também compreender um ou mais dentre os seguintes:[00139] PCR reagents may also comprise one or more of the following:
[00140] - agentes de bloqueio não específico, taiscomo BSA ou gelatina de pele bovina, betalactoglobulina, caseína, leite em pó ou outros agentes de bloqueio comuns,[00140] - non-specific blocking agents, such as BSA or bovine hide gelatin, beta-lactoglobulin, casein, milk powder or other common blocking agents,
[00141] - ácidos nucleicos de bloqueio/de fundo nãoespecíficos (por exemplo, DNA de esperma de salmão),[00141] - non-specific blocking/background nucleic acids (e.g. salmon sperm DNA),
[00142] - bioconservantes (por exemplo, azida desódio),[00142] - biopreservatives (e.g. sodium azide),
[00143] - intensificadores de PCR (por exemplo,Betaína, Trealose, etc.),[00143] - PCR enhancers (e.g. Betaine, Trehalose, etc.),
[00144] - inibidores (por exemplo, inibidores de RNAse).[00144] - inhibitors (e.g. RNAse inhibitors).
[00145] O reagente de PCR a pode também conter outros aditivos, por exemplo, dimetil sulfóxido (DMSO), glicerol, betaína (mono)hidrato (N,N,N-trimetilglicina=[caroxi- metil]trimetilamônio), trehalose, 7-Deaza-2‘- desoxiguanosina trifosfato (dC7GTP ou 7-deaza-2‘-dGTP), formamida (metanamida), cloreto de tettrametilamônio (TMAC), outros derivados de tetraaquilamônio (por exemplo, cloreto de tetraetilamônio (TEA-Cl) e cloreto de tetrapropilamônio (TPrA-Cl), detergente não iônico (por exemplo, Triton X-100, Tween 20, Nonidet P-40 (NP-40)), ou PREXCEL-Q.[00145] The PCR reagent may also contain other additives, for example, dimethyl sulfoxide (DMSO), glycerol, betaine (mono)hydrate (N,N,N-trimethylglycine=[carboxymethyl]trimethylammonium), trehalose, 7-Deaza-2‘-deoxyguanosine triphosphate (dC7GTP or 7-deaza-2‘-dGTP), formamide (methanamide), tetramethylammonium chloride (TMAC), other tetraalkylammonium derivatives (e.g., tetraethylammonium chloride (TEA-Cl) and tetrapropylammonium chloride (TPrA-Cl), nonionic detergent (e.g., Triton X-100, Tween 20, Nonidet P-40 (NP-40)), or PREXCEL-Q.
[00146] Os reagentes de PCR podem compreender um agente de tamponamento.[00146] PCR reagents may comprise a buffering agent.
[00147] Em alguns casos, um copolímero em bloco de Óxido de Propileno/Óxido de Etileno não iônico é adicionado à fase aquosa em uma concentração de cerca de 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9% ou 1,0%. Biotensoativos comuns incluem tensoativos não iônicos tais como Pluronic F-68, Tetronics, Zonyl FSN. Pluronic F-68 pode estar presente a uma concentração de cerca de 0,5% de p/v.[00147] In some cases, a nonionic Propylene Oxide/Ethylene Oxide block copolymer is added to the aqueous phase at a concentration of about 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, or 1.0%. Common biosurfactants include nonionic surfactants such as Pluronic F-68, Tetronics, Zonyl FSN. Pluronic F-68 may be present at a concentration of about 0.5% w/v.
[00148] Em alguns casos, sulfato de magnésio pode ser substituído por cloreto de magnésio em concentrações similares. Uma ampla faixa de tampões de PCR comerciais comuns de variados fornecedores pode ser substituída para a solução tamponada.[00148] In some cases, magnesium sulfate can be substituted for magnesium chloride at similar concentrations. A wide range of common commercial PCR buffers from various suppliers can be substituted for the buffered solution.
[00149] Os métodos da invenção também envolvem o uso de uma polimerase de ácido nucleico e o kit de parte da invenção também compreende uma polimerase de ácido nucleico. A dita polimerase de ácido nucleico pode ser qualquer polimerase de ácido nucleico, tal como uma polimerase de DNA. A polimerase de ácido nucleico deve ter atividade na temperatura de alongamento.[00149] The methods of the invention also involve the use of a nucleic acid polymerase and the part kit of the invention also comprises a nucleic acid polymerase. Said nucleic acid polymerase may be any nucleic acid polymerase, such as a DNA polymerase. The nucleic acid polymerase must have activity at the elongation temperature.
[00150] Em algumas modalidades, a polimerase de ácido nucleico é uma polimerase de DNA com atividade de exonuclease 5‘ a 3'. Em particular, esse pode ser o caso nas modalidades da invenção, em que os métodos ou kits envolvem uso de uma sonda de detecção, tal como uma sonda de detecção Taqman.[00150] In some embodiments, the nucleic acid polymerase is a DNA polymerase with 5‘ to 3’ exonuclease activity. In particular, this may be the case in embodiments of the invention wherein the methods or kits involve use of a detection probe, such as a Taqman detection probe.
[00151] Qualquer polimerase de DNA, por exemplo, uma polimerase de DNA com atividade de exonuclease de 5' a 3' que catalisa a extensão de iniciador pode ser usada. Por exemplo, uma polimerase de DNA termoestável pode ser usada.[00151] Any DNA polymerase, for example, a DNA polymerase with 5' to 3' exonuclease activity that catalyzes primer extension may be used. For example, a thermostable DNA polymerase may be used.
[00152] Em uma modalidade, a polimerase de ácido nucleico é uma polimerase Taq.[00152] In one embodiment, the nucleic acid polymerase is a Taq polymerase.
[00153] Em geral, os métodos da invenção quecompreendem uma etapa de preparar reações de PCRparticionadas. A reação de PCR particionada pode então sersubmetida a uma etapa de AIPR seguida por uma ou mais PCRsconforme descrito no presente documento. Preparar reações dePCR particionadas envolve dividir a amostra em múltiplasfrações menores, sendo que cada uma compreende um conjunto de iniciadores, polimerase de ácido nucleico, reagentes de PCR e, opcionalmente, reagentes de detecção.[00153] In general, the methods of the invention comprise a step of preparing partitioned PCR reactions. The partitioned PCR reaction may then be subjected to an AIPR step followed by one or more PCRs as described herein. Preparing partitioned PCR reactions involves dividing the sample into multiple smaller fractions, each comprising a set of primers, nucleic acid polymerase, PCR reagents, and optionally, detection reagents.
[00154] As reações de PCR particionadas podem ser preparadas por inúmeros métodos diferentes. Em geral, isso envolve dividir as reações de PCR em compartimentos fisicamente e espacialmente separados. Os ditos compartimentos podem ser obtidos de diversos modos, por exemplo, as reações de PCR podem ser divididas em diferentes recipientes. As reações de PCR particionadas também podem ser preparadas dividindo-se a reação de PCR em cavidades de placas de microtitulação. As reações de PCR particionadas também podem ser preparadas dividindo-se a reação de PCR em microcavidades, câmaras microfluídicas, capilares, fase dispersa de uma emulsão, uma câmara (por exemplo, uma câmara em um arranjo de câmaras em miniatura), uma gotícula ou uma superfície de união de ácido nucleico. As reações de PCR particionadas também podem ser preparadas dividindo-se a reação de PCR em manchas discretas em um suporte sólido.[00154] Partitioned PCR reactions can be prepared by a number of different methods. In general, this involves dividing the PCR reactions into physically and spatially separate compartments. Such compartments can be obtained in a variety of ways, for example, the PCR reactions can be partitioned into different vessels. Partitioned PCR reactions can also be prepared by partitioning the PCR reaction into wells of microtiter plates. Partitioned PCR reactions can also be prepared by partitioning the PCR reaction into microwells, microfluidic chambers, capillaries, the dispersed phase of an emulsion, a chamber (e.g., a chamber in a miniature chamber array), a droplet, or a nucleic acid binding surface. Partitioned PCR reactions can also be prepared by partitioning the PCR reaction into discrete spots on a solid support.
[00155] É preferível que as reações de PCR sejam particionadas de um modo que cada reação de PCR particionada apenas compreenda um número pequeno de ácidos nucleicos- modelo que compreendem a sequência de ácido nucleico-alvo. Visto que a amostra normalmente é distribuída aleatoriamente nas reações de PCR particionadas, é possível que algumas reações compreendam mais ácidos nucleicos-modelo que compreendem a sequência de ácido nucleico-alvo do que outras. Na verdade, algumas das reações de PCR particionadas podem não compreender ácidos nucleicos-modelo que compreendem a sequência de ácido nucleico-alvo, enquanto outras podem compreender diversas cópias. Se as cópias do ácido nucleico modelo são distribuídas aleatoriamente entre as partições, algumas partições não devem conter cópias, outras apenas uma cópia, e se o número de partições é grande o suficiente, ainda assim outras devem conter duas cópias, três cópias, e até mesmo números maiores de cópias. A probabilidade de encontrar exatamente 0, 1, 2, 3, ou mais cópias em uma partição, com base em uma determinada concentração média do ácido nucleico modelo nas partições, é descrita por uma distribuição de Poisson. Algumas amostras não compreenderão ácidos nucleicos-modelo que compreendem a sequência-alvo, e em tal modalidade também nenhuma das reações de PCR particionadas compreenderá ácidos nucleicos-modelo que compreendem a sequência-alvo.[00155] It is preferable that PCR reactions be partitioned in such a way that each partitioned PCR reaction only comprises a small number of template nucleic acids comprising the target nucleic acid sequence. Since the sample is typically randomly distributed in the partitioned PCR reactions, it is possible that some reactions will comprise more template nucleic acids comprising the target nucleic acid sequence than others. Indeed, some of the partitioned PCR reactions may comprise no template nucleic acids comprising the target nucleic acid sequence, while others may comprise multiple copies. If the copies of the template nucleic acid are randomly distributed among the partitions, some partitions should contain no copies, others only one copy, and if the number of partitions is large enough, still others should contain two copies, three copies, and even larger numbers of copies. The probability of finding exactly 0, 1, 2, 3, or more copies in a partition, based on a given average concentration of the template nucleic acid in the partitions, is described by a Poisson distribution. Some samples will not comprise template nucleic acids that comprise the target sequence, and in such an embodiment also none of the partitioned PCR reactions will comprise template nucleic acids that comprise the target sequence.
[00156] Em uma modalidade, as reações de PCR particionadas compreendem cada um no máximo 10, tal como, no máximo 5 ácidos nucleicos-modelo que compreendem a sequência de ácido nucleico-alvo.[00156] In one embodiment, the partitioned PCR reactions each comprise at most 10, such as at most 5, template nucleic acids comprising the target nucleic acid sequence.
[00157] Um método muito útil para preparar reações de PCR particionadas é preparar gotículas de reação encerradas, em que cada gotícula contém uma reação de PCR particionada. Portanto, as reações de PCR particionadas podem cada uma ser contida em gotículas preparadas com o uso de um gerador de gotícula.[00157] A very useful method for preparing partitioned PCR reactions is to prepare enclosed reaction droplets, in which each droplet contains one partitioned PCR reaction. Therefore, the partitioned PCR reactions can each be contained in droplets prepared using a droplet generator.
[00158] O tamanho de tais gotículas pode variar, mas as reações de PCR particionadas podem, por exemplo, cada uma ser contida em uma gotícula de um volume na faixa de 1 a 10.000 picolitros, por exemplo, aproximadamente 1.000 picolitros.[00158] The size of such droplets may vary, but partitioned PCR reactions may, for example, each be contained in a droplet of a volume in the range of 1 to 10,000 picoliters, e.g., approximately 1,000 picoliters.
[00159] As gotículas usadas no presente documento podem incluir composições de emulsão (ou misturas de dois ou mais fluidos imiscíveis) por exemplo, conforme descrito na Patente no U.S. 7.622.280 ou conforme descrito nos Exemplos no presente documento abaixo. As gotículas podem ser geradas por dispositivos descritos no documento no WO/2010/036352. O termo emulsão, conforme usado no presente documento, pode se referir a uma mistura de líquidos imiscíveis (tal como óleo e água). A fase de óleo e/ou emulsões de água em óleo permitem a compartimentalização de misturas de reação dentro das gotículas aquosas. As emulsões podem compreender gotículas aquosas dentro de uma fase de óleo contínua. As emulsões fornecidas no presente documento podem ser emulsões de óleo em água, em que as gotículas são gotículas de óleo dentro de uma fase aquosa contínua. As gotículas usadas no presente documento são normalmente projetadas para evitar mistura entre compartimentos, sendo que cada compartimento protege seu conteúdo da evaporação e coalescência com o conteúdo de outros compartimentos.[00159] The droplets used herein may include emulsion compositions (or mixtures of two or more immiscible fluids) for example as described in U.S. Patent 7,622,280 or as described in the Examples herein below. The droplets may be generated by devices described in WO/2010/036352. The term emulsion as used herein may refer to a mixture of immiscible liquids (such as oil and water). Oil phase and/or water-in-oil emulsions allow compartmentalization of reaction mixtures within the aqueous droplets. The emulsions may comprise aqueous droplets within a continuous oil phase. The emulsions provided herein may be oil-in-water emulsions, wherein the droplets are oil droplets within a continuous aqueous phase. The droplets used in this document are typically designed to prevent mixing between compartments, with each compartment protecting its contents from evaporation and coalescence with the contents of other compartments.
[00160] As gotículas podem ser geradas com um diâmetro médio de cerca de, ou mais que cerca de, ou pelo menos cerca de 0,001; 0,01; 0,05; 0,1; 1; 5; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 100; 120; 130; 140; 150; 160; 180; 200; 300; 400 ou 500 mícrons. As gotículas podem ter um diâmetro médio de cerca de 0,001 a cerca de 500, cerca de 0,01 a cerca de 500, cerca de 0,1 a cerca de 500, cerca de 0,1 a cerca de 100, cerca de 0,01 a cerca de 100, ou cerca de 1 a cerca de 100 mícrons. Os métodos microfluídicos de produção de gotículas de emulsão com o uso de foco de fluxo cruzado de microcanal ou agitação física são conhecidos por produzir emulsões monodispersas ou polidispersas. As gotículas podem ser gotículas monodispersas. As gotículas podem ser geradas de modo que o tamanho das gotículas não varie por mais que ou menos que 5% do tamanho médio das gotículas. Em alguns casos, as gotículas são geradas de modo que o tamanho das gotículas não varie por mais ou menos que 2% do tamanho médio das gotículas. Um gerador de gotícula pode gerar uma população de gotículas a partir de uma amostra única, em que nenhuma das gotículas varia em tamanho por mais que ou menos que cerca de 0,1%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%, 3%, 3,5%, 4%, 4,5%, 5%, 5,5%, 6%, 6,5%, 7%, 7,5%, 8%, 8,5%, 9%, 9,5% ou 10% do tamanho médio da população total de gotículas.[00160] Droplets may be generated with an average diameter of about, or greater than about, or at least about 0.001; 0.01; 0.05; 0.1; 1; 5; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 100; 120; 130; 140; 150; 160; 180; 200; 300; 400, or 500 microns. The droplets may have an average diameter of about 0.001 to about 500, about 0.01 to about 500, about 0.1 to about 500, about 0.1 to about 100, about 0.01 to about 100, or about 1 to about 100 microns. Microfluidic methods of producing emulsion droplets using microchannel cross-flow focusing or physical agitation are known to produce monodisperse or polydisperse emulsions. The droplets may be monodisperse droplets. The droplets may be generated such that the droplet size does not vary by more than or less than 5% of the average droplet size. In some cases, the droplets are generated such that the droplet size does not vary by more than or less than 2% of the average droplet size. A droplet generator can generate a population of droplets from a single sample, in which none of the droplets varies in size by more than or less than about 0.1%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5%, 5%, 5.5%, 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, 8%, 8.5%, 9%, 9.5%, or 10% of the average size of the total droplet population.
[00161] Estabilidade mecânica superior pode ser útil para manipulações microfluídicas e processamento fluídico de cisalhamento superior (por exemplo, em capilares microfluídicos ou por giros de 90 graus, tal como válvulas, em trajetória fluídica). Gotículas ou cápsulas pré ou pós- tratadas termicamente podem ser mecanicamente estáveis para manipulações de pipeta padrão e centrifugação.[00161] Superior mechanical stability may be useful for microfluidic manipulations and high-shear fluidic processing (e.g., in microfluidic capillaries or by 90-degree turns, such as valves, in fluidic paths). Pre- or post-heat-treated droplets or capsules may be mechanically stable for standard pipette manipulations and centrifugation.
[00162] Gotículas podem ser polidispersas ou monodispersas geradas através de agitação, sonicação ou microfluidicamente através de uma junção de canal T ou outros meios por aqueles familiares com a técnica.[00162] Droplets may be polydisperse or monodisperse generated through agitation, sonication or microfluidically through a T-channel junction or other means by those familiar with the art.
[00163] Uma gotícula pode ser formada fluindo-se uma fase de óleo através de uma amostra aquosa. A fase aquosa pode compreender uma solução tamponada e reagentes para realizar uma reação de PCR, o que inclui nucleotídeos, iniciadores, sonda (ou sondas) para detecção fluorescente, ácidos nucleicos-modelo, enzima polimerase de DNA e, opcionalmente, enzima transcriptase reversa.[00163] A droplet may be formed by flowing an oil phase through an aqueous sample. The aqueous phase may comprise a buffered solution and reagents for performing a PCR reaction, which include nucleotides, primers, probe(s) for fluorescent detection, template nucleic acids, DNA polymerase enzyme, and optionally reverse transcriptase enzyme.
[00164] A fase aquosa geralmente compreende a amostra, os reagentes de PCR, a polimerase de ácido nucleico, o conjunto de iniciadores e, opcionalmente, os reagentes de detecção.[00164] The aqueous phase generally comprises the sample, PCR reagents, nucleic acid polymerase, primer set, and optionally detection reagents.
[00165] A fase de óleo pode compreender um óleo de base fluorada que pode ser adicionalmente estabilizada por combinação com um tensoativo fluorado tal como um poliéter perfluorado. Em alguns casos, o óleo de base pode ser um ou mais dentre HFE 7500, FC-40, FC-43, FC-70 ou outro óleo fluorado comum. Em alguns casos, o tensoativo aniônico é Ammonium Krytox (Krytox-AM), o sal de amônio de Krytox FSH, ou derivado de morfolino de Krytox-FSH.[00165] The oil phase may comprise a fluorinated base oil which may be further stabilized by combination with a fluorinated surfactant such as a perfluorinated polyether. In some cases, the base oil may be one or more of HFE 7500, FC-40, FC-43, FC-70 or another common fluorinated oil. In some cases, the anionic surfactant is Ammonium Krytox (Krytox-AM), the ammonium salt of Krytox FSH, or the morpholino derivative of Krytox-FSH.
[00166] A fase de óleo pode compreender adicionalmente um aditivo para ajustar as propriedades de óleo, tais como pressão de vapor ou viscosidade ou tensão de superfície. Exemplos não limitantes incluem perfluorooctanol e 1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanol.[00166] The oil phase may further comprise an additive to adjust oil properties, such as vapor pressure or viscosity or surface tension. Non-limiting examples include perfluorooctanol and 1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanol.
[00167] A emulsão pode ser formulada para produzir gotículas altamente monodispersas que têm um filme interfacial tipo líquido que pode ser convertido aquecendo- se em microcápsulas que têm um filme interfacial tipo sólido; tal como microcápsulas podem se comportar como biorreatores com capacidade para reter seu conteúdo através de um processo de reação tal como amplificação de AIPR ou PCR. A conversão para forma de microcápsula pode ocorrer com o aquecimento. Por exemplo, tal conversão pode ocorrer a uma temperatura de mais que cerca de 50, 60, 70, 80, 90 ou 95 graus Celsius. Em alguns casos, esse aquecimento ocorre com o uso de um termociclador. Durante o processo de aquecimento, uma sobreposição de fluido ou óleo mineral pode ser usada para evitar evaporação. As cápsulas biocompatíveis podem ser resistentes à coalescência e/ou floculação por uma ampla faixa de processamento térmico e mecânico.[00167] The emulsion may be formulated to produce highly monodisperse droplets having a liquid-like interfacial film that can be converted by heating into microcapsules having a solid-like interfacial film; such microcapsules may behave as bioreactors capable of retaining their contents through a reaction process such as AIPR or PCR amplification. Conversion to the microcapsule form may occur upon heating. For example, such conversion may occur at a temperature of greater than about 50, 60, 70, 80, 90, or 95 degrees Celsius. In some cases, such heating occurs using a thermal cycler. During the heating process, an overlay of fluid or mineral oil may be used to prevent evaporation. Biocompatible capsules may be resistant to coalescence and/or flocculation by a wide range of thermal and mechanical processing.
[00168] Em alguns casos, a gotícula é gerada com o uso de gerador de gotícula comercialmente disponível, tal como Gerador de Gotícula Bio-Rad QX100™. A AIPR e a PCR podem ser realizadas com o uso de aparelho comercialmente disponível, e as gotículas podem ser analisadas com o uso de leitor de gotícula comercialmente disponível, tal como, gerador, tal como Leitor de Gotícula Bio-Rad QX100™.[00168] In some cases, the droplet is generated using a commercially available droplet generator, such as the Bio-Rad QX100™ Droplet Generator. AIPR and PCR can be performed using commercially available apparatus, and the droplets can be analyzed using a commercially available droplet reader, such as a generator, such as the Bio-Rad QX100™ Droplet Reader.
[00169] Os métodos da invenção compreendem uma etapa de reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR). É importante que a AIPR seja realizada antes de qualquer etapa de PCR exponencial. Consequentemente, em geral, a etapa e) é realizada antes da etapa f). A AIPR compreende as etapas de:[00169] The methods of the invention comprise an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) step. It is important that the AIPR is performed prior to any exponential PCR step. Accordingly, in general, step e) is performed prior to step f). The AIPR comprises the steps of:
[00170] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00170] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00171] ii. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[00171] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[00172] iii. opcionalmente, incubar as reações de PCR particionadas na temperatura de alongamento,[00172] iii. optionally, incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature,
[00173] iv. opcionalmente, repetir etapas i a iii,[00173] iv. optionally, repeat steps i to iii,
[00174] Em geral, AIPR é uma reação assimétrica que resulta na amplificação de apenas uma fita da sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, preferencialmente, a reação de PCR não compreender qualquer outro iniciador, que junto com iniciador-H tem capacidade para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, em que o dito outro iniciador tem uma temperatura de fusão similar ou superior à temperatura de fusão de iniciador-H. Em modalidades da invenção, em que o conjunto de iniciador compreende múltiplos iniciadores-H é preferível que a reação de PCR não compreenda qualquer outro iniciador, que junto com qualquer iniciador- H tenha capacidade para amplificação de quaisquer sequências de ácido nucleico-alvo, em que os ditos outros iniciadores têm uma temperatura de fusão similar ou superior à temperatura de fusão de iniciador-H. Temperaturas de fusão preferenciais dos iniciadores são descritas na seção “Conjunto de iniciadores” e “Iniciador-L e Iniciador-H”. Portanto, na temperatura de anelamento alta apenas iniciador-H será anelado resultando na polimerização apenas do iniciador-H. Portanto, múltiplas séries de AIPR leva à amplificação de apenas uma fita da sequência de ácido nucleico-alvo, e AIPR é, portanto, em princípio uma amplificação linear.[00174] In general, AIPR is an asymmetric reaction that results in the amplification of only one strand of the target nucleic acid sequence. Therefore, preferably, the PCR reaction does not comprise any other primer, which together with primer-H is capable of amplifying the target nucleic acid sequence, wherein said other primer has a melting temperature similar to or higher than the melting temperature of primer-H. In embodiments of the invention, wherein the primer set comprises multiple primers-H, it is preferable that the PCR reaction does not comprise any other primer, which together with any primer-H is capable of amplifying any target nucleic acid sequences, wherein said other primers have a melting temperature similar to or higher than the melting temperature of primer-H. Preferred melting temperatures of the primers are described in the section “Primer Set” and “Primer-L and Primer-H”. Therefore, at high annealing temperature only primer-H will be annealed resulting in polymerization of only primer-H. Therefore, multiple rounds of AIPR leads to amplification of only one strand of the target nucleic acid sequence, and AIPR is therefore in principle a linear amplification.
[00175] Frequentemente, a polimerase de ácido nucleico tem atividade de alongamento na temperatura de anelamento alta. Em tais modalidades, a temperatura de anelamento alta pode também ser considerada estar na temperatura de alongamento até mesmo se a temperatura de anelamento alta não for a temperatura ideal para a polimerase de ácido nucleico. Portanto, a AIPR pode compreender apenas duas etapas que são repetidas, isto é, uma etapa de desnaturalizar por incubação na temperatura de desnaturação, e uma etapa de anelamento e alongamento de iniciador-H combinadas por incubação na temperatura de anelamento alta. Nas ditas modalidades, o iniciador-H é preferencialmente projetado para ter uma temperatura de fusão a uma temperatura em que a polimerase de ácido nucleico tem atividade suficiente para catalisar o alongamento de iniciador-H.[00175] Often, the nucleic acid polymerase has elongation activity at the high annealing temperature. In such embodiments, the high annealing temperature may also be considered to be at the elongation temperature even if the high annealing temperature is not the optimal temperature for the nucleic acid polymerase. Therefore, the AIPR may comprise only two steps that are repeated, i.e., a denaturing step by incubation at the denaturation temperature, and a combined annealing and H-primer elongation step by incubation at the high annealing temperature. In said embodiments, the H-primer is preferably designed to have a melting temperature at a temperature at which the nucleic acid polymerase has sufficient activity to catalyze H-primer elongation.
[00176] Consequentemente, a AIPR da etapa e) pode compreender as etapas de:[00176] Consequently, the AIPR of step e) may comprise the steps of:
[00177] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00177] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00178] ii. incubar as reações de PCR particionadas a uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L, em que a temperatura de anelamento alta também é a temperatura de alongamento, o que permite extensão do iniciador-H anelado;[00178] ii. incubating the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer, wherein the high annealing temperature is also the elongation temperature, which allows extension of the annealed H-primer;
[00179] iii. repetir etapas i a ii[00179] iii. repeat steps i to ii
[00180] Em outras modalidades da invenção, a temperatura de fusão de iniciador-H é diferente da temperatura de alongamento. Em tais modalidades, a AIPR da etapa e) pode compreender as etapas de:[00180] In other embodiments of the invention, the H-initiator melting temperature is different from the elongation temperature. In such embodiments, the AIPR of step e) may comprise the steps of:
[00181] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00181] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00182] ii. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[00182] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[00183] iii. incubar as reações de PCR particionadas na temperatura de alongamento, o que permite alongamento do iniciador-H anelado,[00183] iii. incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature, which allows elongation of the annealed H-primer,
[00184] iv. repetir etapas i a iii.[00184] iv. repeat steps i to iii.
[00185] A etapa i. de incubar as reações de PCR particionadas a uma temperatura de desnaturação é feita suficientemente longa para desnaturalizar DNA em moléculas de fita simples. É possível que a etapa i. seja realizada por um tempo mais longo durante o primeiro ciclo da AIPR do que nos ciclos posteriores. A pessoa versada terá capacidade para selecionar tempos apropriados para incubação na temperatura de desnaturalização. No primeiro ciclo, a incubação na temperatura de desnaturalização pode, por exemplo, estar na faixa de 0,5 a 10 min (por exemplo, para polimerases de DNA de partida quente), enquanto nos seguintes ciclos a incubação na temperatura de desnaturalização, por exemplo, pode ser durante a faixa de 0,1 a 2 min.[00185] Step i. of incubating the partitioned PCR reactions at a denaturation temperature is done for a sufficiently long time to denature DNA into single-stranded molecules. It is possible that step i. is performed for a longer time during the first cycle of AIPR than in subsequent cycles. The skilled person will be able to select appropriate times for incubation at the denaturation temperature. In the first cycle, incubation at the denaturation temperature may, for example, be in the range of 0.5 to 10 min (e.g. for hot-start DNA polymerases), while in subsequent cycles incubation at the denaturation temperature, for example, may be in the range of 0.1 to 2 min.
[00186] De modo similar, a pessoa versada terá capacidade para selecionar tempos apropriados para incubação na temperatura de anelamento alta/temperatura de alongamento. No último ciclo, a incubação na temperatura de alongamento pode ser mais longa do que outros ciclos, por exemplo, na faixa de 0,5 a 10 min, enquanto nos outros ciclos, a incubação na temperatura de alongamento, por exemplo, pode estar na faixa de 0,1 a 2 min. Conforme delineado acima, então a temperatura de anelamento alta pode ser a mesma que a temperatura de alongamento. Em modalidades em que a temperatura de anelamento alta for diferente da temperatura de alongamento, então a incubação na temperatura de anelamento poderia, por exemplo, estar na faixa de 0,1 a 2 min.[00186] Similarly, the skilled person will be able to select appropriate times for incubation at the high annealing temperature/elongation temperature. In the last cycle, the incubation at the elongation temperature may be longer than other cycles, e.g., in the range of 0.5 to 10 min, while in the other cycles, the incubation at the elongation temperature, for example, may be in the range of 0.1 to 2 min. As outlined above, then the high annealing temperature may be the same as the elongation temperature. In embodiments where the high annealing temperature is different from the elongation temperature, then the incubation at the annealing temperature could, for example, be in the range of 0.1 to 2 min.
[00187] As etapas i a ii podem ser repetidas por inúmeras vezes. Em geral, as etapas i a ii são repetidas por inúmeras vezes suficientes para assegurar uma ocorrência muito baixa para nenhuma ocorrência de sinais de falso positivo. Por exemplo, as etapas i. a ii. podem ser repetidas na faixa de 8 a 256 vezes, preferencialmente, na faixa de 16 a 128 vezes, por exemplo, na faixa de 32 a 128 vezes, por exemplo, aproximadamente 64 vezes, tal como 64 vezes.[00187] Steps i to ii may be repeated a number of times. In general, steps i to ii are repeated a number of times sufficient to ensure a very low to no occurrence of false positive signals. For example, steps i to ii may be repeated in the range of 8 to 256 times, preferably in the range of 16 to 128 times, for example in the range of 32 to 128 times, for example approximately 64 times, such as 64 times.
[00188] Em modalidades da invenção, em que a temperatura de anelamento alta e a temperatura de alongamento são diferentes, então, as etapas i. a iii. podem ser repetidas na faixa de 8 a 256 vezes, preferencialmente, na faixa de 16 a 128 vezes, por exemplo, na faixa de 32 a 128 vezes, por exemplo, aproximadamente 64 vezes, tal como 64 vezes.[00188] In embodiments of the invention where the high annealing temperature and the elongation temperature are different, then steps i. to iii. may be repeated in the range of 8 to 256 times, preferably in the range of 16 to 128 times, for example in the range of 32 to 128 times, for example approximately 64 times, such as 64 times.
[00189] É preferível que durante a AIPR, apenas cópia incremental seja realizada. Em outras palavras, é preferível que apenas uma fita do ácido nucleico-alvo sirva como modelo para copiar durante a AIPR. Se o iniciador-H está se anelando de uma sequência complementar à sequência de ácido nucleico- alvo, então é preferível que apenas a fita que compreende a sequência de ácido nucleico-alvo seja sintetizada durante a AIPR. Visto que a AIPR é monodirecional, as ditas fitas podem ter diferentes comprimentos, mas os mesmos compreendem preferencialmente pelo menos a sequência de ácido nucleico- alvo. Nessa modalidade, a sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo é preferencialmente não sintetizada durante o estágio de AIPR. De modo similar, se o iniciador- H está se anelando à sequência de ácido nucleico-alvo, então é preferível que apenas a fita que compreende a sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo seja sintetizada durante a AIPR. Visto que a AIPR é monodirecional, as ditas fitas podem ter diferentes comprimentos, mas os mesmos preferencialmente compreendem pelo menos a sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo. Nessa modalidade, a sequência de ácido nucleico-alvo é preferencialmente não amplificada durante a AIPR.[00189] It is preferred that during AIPR, only incremental copying is performed. In other words, it is preferred that only one strand of the target nucleic acid serves as the template for copying during AIPR. If the H-primer is annealing to a sequence complementary to the target nucleic acid sequence, then it is preferred that only the strand comprising the target nucleic acid sequence is synthesized during AIPR. Since AIPR is monodirectional, said strands may be of different lengths, but they preferably comprise at least the target nucleic acid sequence. In this embodiment, the sequence complementary to the target nucleic acid sequence is preferably not synthesized during the AIPR stage. Similarly, if the H-primer is annealing to the target nucleic acid sequence, then it is preferred that only the strand comprising the sequence complementary to the target nucleic acid sequence is synthesized during AIPR. Since AIPR is monodirectional, said strands may have different lengths, but they preferably comprise at least the sequence complementary to the target nucleic acid sequence. In this embodiment, the target nucleic acid sequence is preferably not amplified during AIPR.
[00190] Portanto, em uma modalidade da invenção a etapa e) resulta no alongamento de iniciador-H, mas em nenhum alongamento detectável de iniciador-L. Por exemplo, etapa e) pode resultar no alongamento do iniciador-H, mas em nenhum alongamento de iniciador-L.[00190] Therefore, in one embodiment of the invention step e) results in elongation of primer-H but no detectable elongation of primer-L. For example, step e) may result in elongation of primer-H but no elongation of primer-L.
[00191] Em uma modalidade, a etapa e) resulta no alongamento de iniciador-H, mas em nenhum alongamento detectável de qualquer outro iniciador. Por exemplo, a etapa e) pode resultar no alongamento de iniciador-H, mas em nenhum alongamento de qualquer outro iniciador.[00191] In one embodiment, step e) results in elongation of primer-H, but no detectable elongation of any other primer. For example, step e) may result in elongation of primer-H, but no elongation of any other primer.
[00192] A temperatura de anelamento alta é selecionada para permitir anelamento de iniciador-H, mas não do iniciador-L. Consequentemente, é preferível que a temperatura de anelamento alta é definida para ser significativamente superior à temperatura de fusão do iniciador-L. Portanto, a temperatura de anelamento alta na etapa e) pode ser pelo menos 10 °C superior, preferencialmente, pelo menos 15 °C superior, por exemplo, pelo menos 20° C, tal como pelo menos 25 °C superior à temperatura de fusão do iniciador-L.[00192] The high annealing temperature is selected to allow annealing of primer-H but not primer-L. Accordingly, it is preferred that the high annealing temperature is set to be significantly higher than the melting temperature of primer-L. Therefore, the high annealing temperature in step e) may be at least 10°C higher, preferably at least 15°C higher, e.g. at least 20°C, such as at least 25°C higher than the melting temperature of primer-L.
[00193] A temperatura de anelamento alta poderia, por exemplo, ser definida para aproximadamente a temperatura de fusão do iniciador-H. A mesma poderia, contudo, também ser de algum modo inferior.[00193] The high annealing temperature could, for example, be set to approximately the melting temperature of the H-initiator. It could, however, also be somewhat lower.
[00194] Em algumas modalidades da invenção, os métodos compreendem uma etapa de PCR de temperatura baixa, que é realizada depois da conclusão da AIPR e antes da PCR exponencial.[00194] In some embodiments of the invention, the methods comprise a low temperature PCR step, which is performed after the completion of AIPR and prior to exponential PCR.
[00195] Em tais modalidades, o iniciador-L é tipicamente um iniciador-L modificado por alinhamento conforme descrito no presente documento acima.[00195] In such embodiments, the L-primer is typically an alignment-modified L-primer as described herein above.
[00196] Isso pode, em particular, ser o caso em alvos difíceis (por exemplo, um alvo com uma sequência muito homóloga em outro lugar do genoma, tal como um pseudogene), esse iniciador-L modificado por desalinhamento pode permitir o uso de um iniciador-L mais curto que é mais específico para o alvo verdadeiro.[00196] This may in particular be the case for difficult targets (e.g. a target with a very homologous sequence elsewhere in the genome, such as a pseudogene), such a misalignment-modified L-primer may allow the use of a shorter L-primer that is more specific to the true target.
[00197] A PCR de temperatura baixa tipicamente envolve as etapas de:[00197] Low temperature PCR typically involves the steps of:
[00198] 1) incubar as reações de PCR particionadas a uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00198] 1) incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00199] 2) incubar a PCR a uma temperatura de anelamento muito baixa que permite anelamento tanto de iniciador-H quanto da parte não desalinhada de iniciador-L,[00199] 2) incubate the PCR at a very low annealing temperature that allows annealing of both the H-primer and the unaligned part of the L-primer,
[00200] 3) incubar a PCR na temperatura de alongamento, o que permite a extensão de todos os iniciadores anelados[00200] 3) incubate the PCR at the elongation temperature, which allows extension of all annealed primers
[00201] 4) opcionalmente, repetir etapas 1) a 3), o que resulta em um produto de PCR.[00201] 4) optionally, repeat steps 1) through 3), which results in a PCR product.
[00202] Essa etapa permitirá amplificação de um produto que incorpora a parte desalinhada de iniciador-L. Uma vez que o suficiente do dito produto está disponível, então uma PCR exponencial normal pode ser realizada com o uso de uma temperatura de anelamento baixa, que por exemplo, pode ser aproximadamente a temperatura de fusão de iniciador- L.[00202] This step will allow amplification of a product incorporating the misaligned part of primer-L. Once sufficient of said product is available, then a normal exponential PCR can be performed using a low annealing temperature, which for example, may be approximately the melting temperature of primer-L.
[00203] Em geral, a temperatura de anelamento muito baixa é inferior à temperatura de anelamento baixa. Tipicamente, a temperatura de anelamento muito baixa é pelo menos 5 °C, preferencialmente, pelo menos 10 °C, mais preferencialmente, pelo menos 15 °C, tal como pelo menos 20 °C inferior à temperatura de anelamento baixa. Por exemplo, a temperatura de anelamento muito baixa está na faixa de 5 a 30 °C inferior à temperatura de anelamento baixa, por exemplo, a temperatura de anelamento muito baixa pode estar na faixa de 20 a 25 °C inferior à temperatura de anelamento baixa. Portanto, a temperatura de anelamento muito baixa pode ser pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, pelo menos 25 °C, tal como pelo menos 30 °C, por exemplo, pelo menos 35 °C inferior à temperatura de fusão de iniciador-H.[00203] In general, the very low annealing temperature is lower than the low annealing temperature. Typically, the very low annealing temperature is at least 5 °C, preferably at least 10 °C, more preferably at least 15 °C, such as at least 20 °C lower than the low annealing temperature. For example, the very low annealing temperature is in the range of 5 to 30 °C lower than the low annealing temperature, for example, the very low annealing temperature may be in the range of 20 to 25 °C lower than the low annealing temperature. Therefore, the very low annealing temperature may be at least 20 °C lower, for example, at least 25 °C, such as at least 30 °C, for example, at least 35 °C lower than the H-initiator melting temperature.
[00204] Tipicamente, as etapas 1) a 3) podem ser repetidas mais que uma vez, por exemplo, na faixa de 1 a 40. Por exemplo, as etapas 1) a 3) são repetidas na faixa de 2 a 10 vezes, por exemplo, 4 a 6 vezes. É frequentemente preferencial que o número total de ciclos de PCR realizados durante a PCR de temperatura baixa e a PCR exponencial estejam na faixa de 20 a 40, tal como na faixa de 20 a 30. Portanto, dependendo de quantas vezes as etapas I a III da PCR exponencial é repetida, as etapas 1) a 3) da PCR de temperatura baixa pode ser repetida para alcançar um número total de ciclos na faixa de 20 a 40, tal como na faixa de 20 a 30.[00204] Typically, steps 1) to 3) may be repeated more than once, e.g., in the range of 1 to 40. For example, steps 1) to 3) are repeated in the range of 2 to 10 times, e.g., 4 to 6 times. It is often preferred that the total number of PCR cycles performed during low temperature PCR and exponential PCR be in the range of 20 to 40, such as in the range of 20 to 30. Therefore, depending on how many times steps I to III of the exponential PCR are repeated, steps 1) to 3) of the low temperature PCR may be repeated to achieve a total number of cycles in the range of 20 to 40, such as in the range of 20 to 30.
[00205] Os métodos da invenção compreendem uma etapa de realizar uma reação em cadeia da polimerase (PCR). A fim de discriminar essa etapa da AIPR, essa etapa também pode ser chamada de “PCR exponencial”. Nos métodos da invenção, a reação em cadeia da polimerase é realizada subsequente à AIPR. O PCR exponencial pode em geral compreender as etapas de:[00205] The methods of the invention comprise a step of performing a polymerase chain reaction (PCR). In order to discriminate this step from AIPR, this step may also be called “exponential PCR”. In the methods of the invention, the polymerase chain reaction is performed subsequent to AIPR. Exponential PCR may in general comprise the steps of:
[00206] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00206] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00207] 2) incubar a PCR a uma temperatura de anelamento baixa que permite tanto anelamento de iniciador- H quanto de iniciador-L,[00207] 2) incubate the PCR at a low annealing temperature that allows both H-primer and L-primer annealing,
[00208] iii. incubar a PCR na temperatura de alongamento que permite extensão de todos os iniciadores anelados[00208] iii. incubate the PCR at the elongation temperature that allows extension of all annealed primers
[00209] iv. opcionalmente, repetir etapas I a III, o que resulta em um produto de PCR.[00209] iv. optionally, repeat steps I through III, which results in a PCR product.
[00210] Incubação à temperatura de anelamento baixa permite preferencialmente anelamento de ambos os iniciadores do par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo. Consequentemente, a PCR exponencial resultará na amplificação de ambas as fitas da sequência de ácido nucleico-alvo. Na teoria a dita amplificação será exponencial e, portanto, pode ser chamada de “PCR exponencial”, até mesmo através da prática é possível que a mesma não seja completamente exponencial.[00210] Incubation at the low annealing temperature preferentially allows annealing of both primers of the primer pair capable of specifically amplifying the target nucleic acid sequence. Consequently, exponential PCR will result in amplification of both strands of the target nucleic acid sequence. In theory, said amplification will be exponential and can therefore be called “exponential PCR”, although in practice it is possible that it will not be completely exponential.
[00211] A PCR exponencial pode ser realizada de qualquer modo, por exemplo, de qualquer maneira convencional para realizar PCR conhecida pela pessoa versada.[00211] Exponential PCR may be performed in any manner, for example, in any conventional manner for performing PCR known to the skilled person.
[00212] A etapa I. de incubar as reações de PCR particionadas a uma temperatura de desnaturação é feita suficientemente longa para desnaturalizar DNA em moléculas de fita simples. É possível que a etapa I. seja realizada por um tempo mais longo durante o primeiro ciclo da PCR do que nos ciclos posteriores. A pessoa versada terá capacidade para selecionar tempos apropriados para incubação na temperatura de desnaturalização. No primeiro ciclo, a incubação na temperatura de desnaturalização pode, por exemplo, estar na faixa de 0,5 a 10 min, enquanto nos seguintes ciclos a incubação na temperatura de desnaturalização, por exemplo, pode estar na faixa de 0,1 a 2 min.[00212] Step I. of incubating the partitioned PCR reactions at a denaturation temperature is done long enough to denature DNA into single-stranded molecules. It is possible that step I. is carried out for a longer time during the first cycle of the PCR than in subsequent cycles. The skilled person will be able to select appropriate times for incubation at the denaturation temperature. In the first cycle, incubation at the denaturation temperature may, for example, be in the range of 0.5 to 10 min, while in subsequent cycles incubation at the denaturation temperature, for example, may be in the range of 0.1 to 2 min.
[00213] De modo similar, a pessoa versada terá capacidade para selecionar as vezes apropriadas para incubação na temperatura de anelamento baixa. Por exemplo, a incubação na temperatura de anelamento baixa poderia, por exemplo, estar na faixa de 0,1 a 2 min.[00213] Similarly, the skilled person will be able to select appropriate times for incubation at the low annealing temperature. For example, incubation at the low annealing temperature could, for example, be in the range of 0.1 to 2 min.
[00214] De modo similar, a pessoa versada terá capacidade para selecionar tempos apropriados para incubação na temperatura de alongamento. No último ciclo, a incubação na temperatura de alongamento pode ser mais longa do que nos outros ciclos, por exemplo, na faixa de 0,5 a 10 min, enquanto nos outros ciclos a incubação na temperatura de alongamento, por exemplo, pode estar na faixa de 0,1 a 2 min.[00214] Similarly, the skilled person will be able to select appropriate times for incubation at the elongation temperature. In the last cycle, the incubation at the elongation temperature may be longer than in the other cycles, for example, in the range of 0.5 to 10 min, while in the other cycles the incubation at the elongation temperature, for example, may be in the range of 0.1 to 2 min.
[00215] As etapas I a III podem ser repetidas por inúmeras vezes. Em geral, é preferível que as etapas I a III não sejam repetidas muitas vezes a fim de reduzir o risco de sinais de falso positivo. Por exemplo, a etapa f) pode compreender repetir etapas I. a III. na faixa de 15 a 60 vezes, preferencialmente, na faixa de 20 a 40 vezes, por exemplo, na faixa de 20 a 30 vezes, por exemplo, na faixa de 25 a 30 vezes.[00215] Steps I to III may be repeated numerous times. In general, it is preferable that steps I to III are not repeated too many times in order to reduce the risk of false positive signals. For example, step f) may comprise repeating steps I to III in the range of 15 to 60 times, preferably in the range of 20 to 40 times, for example in the range of 20 to 30 times, for example in the range of 25 to 30 times.
[00216] Em modalidades da invenção, em que o conjunto de iniciadores compreende iniciadores adicionais adicionalmente ao iniciador-H e ao iniciador-L, então os ditos iniciadores adicionais em algumas modalidades podem também anelar ao seu modelo na temperatura de anelamento baixa.[00216] In embodiments of the invention, wherein the primer set comprises additional primers in addition to primer-H and primer-L, then said additional primers in some embodiments may also anneal to their template at the low annealing temperature.
[00217] Portanto, em uma modalidade da invenção, etapa f) resulta no alongamento de iniciador-H e iniciador- L. Em outra modalidade da invenção, etapa f) resulta no alongamento de todos os iniciadores do conjunto de iniciadores.[00217] Therefore, in one embodiment of the invention, step f) results in the elongation of primer-H and primer-L. In another embodiment of the invention, step f) results in the elongation of all primers in the primer set.
[00218] A temperatura de anelamento baixa é selecionada de modo que iniciador-L possa se anelar à sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, a temperatura de anelamento baixa poderia, por exemplo, ser definida para ser aproximadamente a temperatura de fusão do iniciador-L. A mesma poderia também, contudo, ser de algum modo inferior.[00218] The low annealing temperature is selected so that primer-L can anneale to the target nucleic acid sequence. Therefore, the low annealing temperature could, for example, be set to be approximately the melting temperature of primer-L. It could, however, also be somewhat lower.
[00219] Exemplos de técnicas de PCR que podem ser usadas para a PCR exponencial incluem, mas não são limitadas a, PCR quantitativa, PCR fluorescente quantitativa (QF-PCR), PCR fluorescente de multiplexação (MF-PCR), PCR em tempo real (RT-PCR), PCR de célula única, PCR de polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (PCR-RFLP), PCR- RFLP/RT-PCR-RFLP, PCR de partida quente, PCR aninhada, PCR de colônia de polimerase in situ, amplificação em círculo rolante (RCA), PCR digital (dPCR), PCR digital de gotícula (ddPCR), PCR de ponte, PCR de picotitulação e PCR de emulsão.[00219] Examples of PCR techniques that can be used for exponential PCR include, but are not limited to, quantitative PCR, quantitative fluorescent PCR (QF-PCR), multiplexing fluorescent PCR (MF-PCR), real-time PCR (RT-PCR), single-cell PCR, restriction fragment length polymorphism PCR (PCR-RFLP), PCR-RFLP/RT-PCR-RFLP, hot start PCR, nested PCR, polymerase in situ colony PCR, rolling circle amplification (RCA), digital PCR (dPCR), droplet digital PCR (ddPCR), bridging PCR, picotiter PCR, and emulsion PCR.
[00220] Em geral, os métodos da invenção compreendem uma etapa de detectar, se o produto de PCR compreende a sequência variante e/ou a sequência de ácido nucleico-alvo. A dita detecção pode ser alcançada de qualquer maneira adequada conhecida pela pessoa versada. Por exemplo, inúmeros métodos de detecção úteis são conhecidos na técnica anterior que podem ser empregados com os métodos da invenção.[00220] In general, the methods of the invention comprise a step of detecting whether the PCR product comprises the variant sequence and/or the target nucleic acid sequence. Said detection may be achieved in any suitable manner known to the skilled person. For example, numerous useful detection methods are known in the prior art that may be employed with the methods of the invention.
[00221] Em uma modalidade, da invenção, a dita detecção envolve o fato de que as reações de PCR particionadas contêm um reagente de detecção. O dito reagente de detecção pode ser qualquer reagente detectável, por exemplo, pode ser um composto que compreende uma identificação detectável, em que a dita identificação detectável, por exemplo, pode ser uma tinta, uma atividade radioativa, um fluoróforo, um metal pesado ou qualquer outra identificação detectável.[00221] In one embodiment of the invention, said detection involves the partitioned PCR reactions containing a detection reagent. Said detection reagent may be any detectable reagent, for example, it may be a compound comprising a detectable identifier, wherein said detectable identifier, for example, may be a dye, a radioactive activity, a fluorophore, a heavy metal, or any other detectable identifier.
[00222] Frequentemente, o reagente de detecção compreende um composto fluorescente.[00222] Often, the detection reagent comprises a fluorescent compound.
[00223] Em uma modalidade, da invenção o reagente de detecção compreende ou consiste em sondas da detecção. As sondas de detecção compreendem ou consistem preferencialmente em oligômeros ou polímeros de nucleotídeo que, opcionalmente, podem compreender análogos de nucleotídeo, tal como quaisquer dos análogos de nucleotídeo descritos no presente documento acima na seção “Conjunto de iniciadores”. Frequentemente, a sonda de detecção pode ser um oligômero de DNA. Tipicamente, a sonda de detecção está ligada a uma identificação detectável, por exemplo, por uma união covalente. A identificação detectável pode ser qualquer uma dentre as identificações mencionadas anteriormente, mas frequentemente é um fluoróforo. É preferível que a sonda não tenha capacidade especificamente para amplificação de um ácido nucleico-alvo junto com Iniciador-H. Por exemplo, se Iniciador-H compreende uma sequência idêntica a um fragmento da sequência-alvo, então a sonda (ou sondas) pode compreender uma sequência idêntica a outro fragmento da sequência-alvo. Se o iniciador-H compreende uma sequência complementar a um fragmento da sequência-alvo, então a sonda (ou sondas) pode compreender uma sequência complementar a outro fragmento da sequência- alvo.[00223] In one embodiment, the detection reagent of the invention comprises or consists of detection probes. The detection probes preferably comprise or consist of nucleotide oligomers or polymers which optionally may comprise nucleotide analogues, such as any of the nucleotide analogues described herein above in the “Primer Set” section. Often, the detection probe may be a DNA oligomer. Typically, the detection probe is linked to a detectable label, e.g., by a covalent bond. The detectable label may be any of the labels mentioned above, but is often a fluorophore. It is preferred that the probe not be capable specifically of amplifying a target nucleic acid together with Primer-H. For example, if Primer-H comprises a sequence identical to a fragment of the target sequence, then the probe(s) may comprise a sequence identical to another fragment of the target sequence. If the H-primer comprises a sequence complementary to one fragment of the target sequence, then the probe(s) may comprise a sequence complementary to another fragment of the target sequence.
[00224] Em geral, a sonda de detecção tem capacidade para se unir especificamente à sequência de ácido nucleico- alvo. Por exemplo, a sonda de detecção pode ter capacidade para se unir especificamente ao ácido nucleico-alvo que compreende a sequência variante. Portanto, a sonda de detecção pode ter capacidade para anelamento à sequência de ácido nucleico-alvo ou à sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo. Portanto, a sonda de detecção pode compreender uma sequência idêntica a um fragmento da sequência de ácido nucleico-alvo u a sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo. Geralmente é preferível que a sonda de detecção compreenda uma sequência diferente da sequência de quaisquer dos iniciadores do conjunto de iniciadores.[00224] In general, the detection probe is capable of specifically binding to the target nucleic acid sequence. For example, the detection probe may be capable of specifically binding to the target nucleic acid comprising the variant sequence. Therefore, the detection probe may be capable of annealing to the target nucleic acid sequence or to the sequence complementary to the target nucleic acid sequence. Therefore, the detection probe may comprise a sequence identical to a fragment of the target nucleic acid sequence or to the sequence complementary to the target nucleic acid sequence. It is generally preferred that the detection probe comprise a sequence different from the sequence of any of the primers in the primer set.
[00225] A sonda (ou sondas) de detecção é projetada para ter uma temperatura de fusão apropriada. Em uma modalidade, a temperatura de fusão de pelo menos uma sonda de detecção é significativamente inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Por exemplo, a temperatura de fusão de todas as sondas de detecção é significativamente inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Portanto, a temperatura de fusão de pelo menos uma sonda de detecção pode ser pelo menos 12 °C inferior, preferencialmente, pelo menos 14 °C inferior, até mesmo mais preferencialmente, pelo menos 16 °C inferior, ainda mais preferencialmente, 18 °C inferior, tal como pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, na faixa de 15 a 25 °C, tal como na faixa de 30 a 40 °C, ou até mesmo até 45 °C inferior à temperatura de fusão do iniciador-H. Por exemplo, a temperatura de fusão de todas as sondas de detecção pode ser pelo menos 12 °C inferior, preferencialmente, pelo menos 14 °C inferior, até mesmo mais preferencialmente, pelo menos 16 °C inferior, ainda mais preferencialmente, 18 °C inferior, tal como pelo menos 20 °C inferior, por exemplo, na faixa de 15 a 45 °C inferior à temperatura de fusão do iniciador-H. Contudo, sondas com uma temperatura de fusão superior podem também ser aplicadas.[00225] The detection probe(s) is designed to have an appropriate melting temperature. In one embodiment, the melting temperature of at least one detection probe is significantly lower than the melting temperature of H-initiator. For example, the melting temperature of all detection probes is significantly lower than the melting temperature of H-initiator. Therefore, the melting temperature of at least one detection probe may be at least 12°C lower, preferably at least 14°C lower, even more preferably at least 16°C lower, even more preferably 18°C lower, such as at least 20°C lower, for example in the range of 15 to 25°C, such as in the range of 30 to 40°C, or even up to 45°C lower than the melting temperature of H-initiator. For example, the melting temperature of all detection probes may be at least 12 °C lower, preferably at least 14 °C lower, even more preferably at least 16 °C lower, even more preferably 18 °C lower, such as at least 20 °C lower, for example in the range of 15 to 45 °C lower than the melting temperature of the H-initiator. However, probes with a higher melting temperature may also be applied.
[00226] A temperatura de fusão da sonda (ou sondas) de detecção é de preferência suficientemente alta para assegurar anelamento específico de sondas de detecção, mas também significativamente inferior à temperatura de fusão de iniciador-H. Frequentemente, a temperatura de fusão da detecção sondas pode ser similar à temperatura de fusão de iniciador-L. Por exemplo, a temperatura de fusão da pelo menos uma sonda de detecção pode ser a mesma que a temperatura de fusão de iniciador-L +/- 10 °C, tal como a mesma que a temperatura de fusão de iniciador-L +/- 5 °C, por exemplo, aproximadamente a mesma que a temperatura de fusão de iniciador-L. Em outras modalidades, a temperatura de fusão da sonda pode estar superior à temperatura de fusão do Iniciador-L, por exemplo, 15 a 20 °C superior à temperatura de fusão do Iniciador-L. Portanto, a sonda de detecção pode por exemplo, ter uma temperatura de fusão na faixa de 35 a 60 °C, tal como na faixa de 35 a 55 °C, preferencialmente, na faixa de 40 a 50 °C.[00226] The melting temperature of the detection probe(s) is preferably high enough to ensure specific annealing of detection probes, but also significantly lower than the melting temperature of Primer-H. Often, the melting temperature of the detection probes can be similar to the melting temperature of Primer-L. For example, the melting temperature of the at least one detection probe can be the same as the melting temperature of Primer-L +/- 10 °C, such as the same as the melting temperature of Primer-L +/- 5 °C, e.g., approximately the same as the melting temperature of Primer-L. In other embodiments, the melting temperature of the probe can be higher than the melting temperature of Primer-L, e.g., 15 to 20 °C higher than the melting temperature of Primer-L. Therefore, the detection probe may, for example, have a melting temperature in the range of 35 to 60 °C, such as in the range of 35 to 55 °C, preferably in the range of 40 to 50 °C.
[00227] Frequentemente, é preferível que a sonda de detecção forneça um sinal detectável diferente dependendo da presença da sequência de ácido nucleico-alvo. Isso pode ser alcançado de diversas maneiras diferentes.[00227] It is often preferable for the detection probe to provide a different detectable signal depending on the presence of the target nucleic acid sequence. This can be achieved in a number of different ways.
[00228] Em uma modalidade, a sonda de detecção é ligada a pelo menos um fluoróforo e pelo menos um supressor, com capacidade para suprimir sinal do fluoróforo, quando a dita sonda de detecção não está unida a seu alvo. Consequentemente, a fluorescência do dito fluoróforo não será detectável. Contudo, se a sonda de detecção se une à sequência de ácido nucleico-alvo/a sequência complementar à sequência de ácido nucleico-alvo, então isso leva ao supressor ser suficientemente removido do fluoróforo a fim de que a supressão abolida permita a fluorescência do fluoróforo a ser detectado. Remover o supressor do fluoróforo pode ser alcançado de várias maneiras. Por exemplo, a PCR pode empregar o uso de uma polimerase de ácido nucleico que tem atividade de exonuclease de 5‘ a 3'. Com o alongamento, qualquer sonda unida será degradada pela dita atividade de exonuclease 5' a 3' que separa o fluoróforo do supressor. É possível também que a sonda de detecção mude a conformação 3D ao se unir ao supressor que é removido do fluoróforo.[00228] In one embodiment, the detection probe is linked to at least one fluorophore and at least one quencher capable of quenching signal from the fluorophore when said detection probe is not bound to its target. Consequently, fluorescence from said fluorophore will not be detectable. However, if the detection probe binds to the target nucleic acid sequence/the sequence complementary to the target nucleic acid sequence, then this causes the quencher to be sufficiently removed from the fluorophore such that the abolished quenching allows fluorescence from the fluorophore to be detected. Removing the quencher from the fluorophore can be achieved in a number of ways. For example, PCR can employ the use of a nucleic acid polymerase that has 5' to 3' exonuclease activity. Upon elongation, any bound probe will be degraded by said 5' to 3' exonuclease activity that separates the fluorophore from the quencher. It is also possible that the detection probe changes 3D conformation upon binding to the quencher that is removed from the fluorophore.
[00229] Em uma modalidade, da invenção as reações de PCR particionadas contêm cada uma um reagente de detecção, que é uma sonda de detecção de variante. A sonda de detecção de variante é uma sonda de detecção, conforme descrito acima, que tem capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo que contém a sequência variante com afinidade significativamente maior do que à sequência de ácido nucleico-alvo que não contém a sequência variante.[00229] In one embodiment, the partitioned PCR reactions of the invention each contain a detection reagent, which is a variant detection probe. The variant detection probe is a detection probe, as described above, that is capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence containing the variant sequence with significantly greater affinity than to the target nucleic acid sequence not containing the variant sequence.
[00230] Em uma modalidade, da invenção, as reações de PCR particionadas contêm, cada uma, um reagente de detecção que é uma sonda de detecção de tipo selvagem. A sonda de detecção de tipo selvagem é uma sonda de detecção conforme descrito acima que tem capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo que não contém a sequência variante. Pode ser preferencial que a sonda de detecção de tipo selvagem tenha capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo que não contém a sequência variante com afinidade significativamente maior do que à sequência de ácido nucleico-alvo que contém a sequência variante. Em modalidades relacionadas à detecção da presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo, então as reações de PCR particionadas podem cada conter um reagente de detecção que é uma sonda de detecção de tipo selvagem. Em tais modalidades, pode ser suficiente que as reações de PCR particionadas contenham apenas um tipo de sonda de detecção. Por exemplo, as reações de PCR podem conter uma sonda de detecção de tipo selvagem como a única sonda de detecção ou as reações de PCR podem conter sonda de detecção de variante como a única sonda de detecção.[00230] In one embodiment of the invention, the partitioned PCR reactions each contain a detection reagent that is a wild-type detection probe. The wild-type detection probe is a detection probe as described above that is capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence that does not contain the variant sequence. It may be preferred that the wild-type detection probe be capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence that does not contain the variant sequence with significantly greater affinity than to the target nucleic acid sequence that contains the variant sequence. In embodiments related to detecting the presence of a target nucleic acid sequence, then the partitioned PCR reactions may each contain a detection reagent that is a wild-type detection probe. In such embodiments, it may be sufficient for the partitioned PCR reactions to contain only one type of detection probe. For example, PCR reactions may contain a wild-type detection probe as the sole detection probe or PCR reactions may contain variant detection probe as the sole detection probe.
[00231] Em uma modalidade, da invenção, cada reação de PCR particionada contém tanto uma sonda de detecção de variante e uma sonda de detecção de tipo selvagem. Em particular, esse pode ser o caso em modalidades relacionadas à detecção de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo.[00231] In one embodiment of the invention, each partitioned PCR reaction contains both a variant detection probe and a wild-type detection probe. In particular, this may be the case in embodiments relating to the detection of a variant sequence in a target nucleic acid sequence.
[00232] A sonda de detecção de variante pode ser ligada a pelo menos um fluoróforo e pelo menos um supressor, em que o supressor tem capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo. Preferencialmente, o supressor e o fluoróforo são ligados à sonda de detecção de variante de um modo em que o supressor tenha capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo, quando a sonda está presente em seu estado livre. Portanto, frequentemente, o fluoróforo e o supressor são posicionados perto um do outro, de modo que o supressor tenha capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo. Frequentemente, o fluoróforo e o supressor são ligados a diferentes nucleotídeos na sonda de detecção de variante.[00232] The variant detection probe may be linked to at least one fluorophore and at least one quencher, wherein the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore. Preferably, the quencher and the fluorophore are linked to the variant detection probe in a manner in which the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore when the probe is present in its free state. Therefore, often, the fluorophore and the quencher are positioned close to each other such that the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore. Often, the fluorophore and the quencher are linked to different nucleotides in the variant detection probe.
[00233] A sonda de detecção de tipo selvagem pode ser ligada ao pelo menos um fluoróforo e pelo menos um supressor, sendo que o supressor tem capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo. Preferencialmente, o supressor e o fluoróforo são ligados à sonda de detecção de tipo selvagem de um modo em que o supressor tenha capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo, quando a sonda está presente em seu estado livre. Portanto, frequentemente, o fluoróforo e o supressor são posicionados perto um do outro, de modo que o supressor tenha capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo. Frequentemente, o fluoróforo e o supressor são ligados a diferentes nucleotídeos na sonda de detecção de tipo selvagem.[00233] The wild-type detection probe may be linked to at least one fluorophore and at least one quencher, the quencher being capable of quenching the fluorescence of the fluorophore. Preferably, the quencher and the fluorophore are linked to the wild-type detection probe in a manner in which the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore when the probe is present in its free state. Therefore, often, the fluorophore and the quencher are positioned close to each other such that the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore. Often, the fluorophore and the quencher are linked to different nucleotides in the wild-type detection probe.
[00234] Em modalidades da invenção, emprega-se tanto uma sonda de detecção de variante quanto uma sonda de detecção de tipo selvagem, então a sonda de detecção de variante pode ser ligada a um fluoróforo diferente da sonda de detecção de tipo selvagem. Em particular, a sonda de detecção de variante pode ser ligada a pelo menos um fluoróforo que tem fluorescência e que é distinguível da fluorescência de todos os fluoróforos ligados à sonda de detecção de tipo selvagem. De modo similar, a sonda de detecção de tipo selvagem variante pode ser ligada a pelo menos um fluoróforo, que tem fluorescência, que é distinguível da fluorescência de todos os fluoróforos ligados à sonda de detecção de variante.[00234] In embodiments of the invention, both a variant detection probe and a wild-type detection probe are employed, whereby the variant detection probe may be linked to a different fluorophore than the wild-type detection probe. In particular, the variant detection probe may be linked to at least one fluorophore that has fluorescence that is distinguishable from the fluorescence of all fluorophores linked to the wild-type detection probe. Similarly, the variant wild-type detection probe may be linked to at least one fluorophore that has fluorescence that is distinguishable from the fluorescence of all fluorophores linked to the variant detection probe.
[00235] A etapa g) dos métodos da invenção pode envolver detecção de fluorescência da sonda de detecção de variante. Portanto, a etapa g) pode compreender detectar fluorescência do fluoróforo ligada à sonda de detecção de variante. Esse pode se o caso nas modalidades da invenção, por exemplo, em que:[00235] Step g) of the methods of the invention may involve detecting fluorescence from the variant detection probe. Therefore, step g) may comprise detecting fluorescence from the fluorophore bound to the variant detection probe. This may be the case in embodiments of the invention, for example, wherein:
[00236] • a sonda variante é ligada a pelo menos um fluoróforo, e pelo menos um supressor, com capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo;[00236] • the variant probe is linked to at least one fluorophore, and at least one quencher, capable of quenching the fluorescence of the fluorophore;
[00237] • a polimerase de ácido nucleico é uma polimerase de DNA que tem atividade de exonuclease de 5‘ a 3 ‘; e/ou[00237] • nucleic acid polymerase is a DNA polymerase that has 5‘ to 3‘ exonuclease activity; and/or
[00238] • o método é o método de detecção da presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico- alvo.[00238] • the method is the method of detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence.
[00239] De modo similar, a etapa g) dos métodos da invenção pode envolver detecção de fluorescência da sonda de detecção de tipo selvagem. Portanto, a etapa g) pode compreender detectar fluorescência do fluoróforo ligada à sonda de detecção de tipo selvagem. Esse pode se o caso nas modalidades da invenção, por exemplo, em que:[00239] Similarly, step g) of the methods of the invention may involve detecting fluorescence from the wild-type detection probe. Therefore, step g) may comprise detecting fluorescence from the fluorophore bound to the wild-type detection probe. This may be the case in embodiments of the invention, for example, wherein:
[00240] • a sonda de detecção de tipo selvagem é ligada a pelo menos um fluoróforo, e pelo menos um supressor, com capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo;[00240] • the wild-type detection probe is linked to at least one fluorophore, and at least one quencher, capable of quenching the fluorescence of the fluorophore;
[00241] • a polimerase de ácido nucleico é uma polimerase de DNA que tem atividade de exonuclease de 5‘ a 3 ‘; e/ou[00241] • nucleic acid polymerase is a DNA polymerase that has 5‘ to 3‘ exonuclease activity; and/or
[00242] • o método é método de detecção da presença de a sequência de ácido nucleico-alvo.[00242] • the method is a method of detecting the presence of the target nucleic acid sequence.
[00243] Em modalidades da invenção, em que a PCR é particionada em reações de PCR contidas em gotículas, então a dita fluorescência pode ser, por exemplo, detectada com o uso do detector que tem capacidades de manipulação para amostras de gotícula, com gotículas individuais que entram no detector e são submetidas à detecção, saindo depois do detector. Por exemplo, um dispositivo de citometria de fluxo pode ser adaptado para uso na detecção de fluorescência das amostras de gotícula. Em alguns casos, um dispositivo microfluídico equipado com bombas para controlar o movimento de gotícula é usado para detectar a fluorescência de gotículas em um arquivo único. Em alguns casos, gotículas são dispostas em uma superfície bidimensional e um detector se move em relação à superfície, detectando a fluorescência em cada posição que contém uma única gotícula.[00243] In embodiments of the invention, where the PCR is partitioned into PCR reactions contained in droplets, then said fluorescence may, for example, be detected using a detector that has handling capabilities for droplet samples, with individual droplets entering the detector and subjected to detection, then exiting the detector. For example, a flow cytometry device may be adapted for use in detecting fluorescence from droplet samples. In some cases, a microfluidic device equipped with pumps to control droplet movement is used to detect fluorescence from droplets in a single file. In some cases, droplets are arranged on a two-dimensional surface and a detector moves relative to the surface, detecting fluorescence at each position containing a single droplet.
[00244] Em seguida à aquisição de dados de detecção de fluorescência, um computador pode ser usado para armazenar e processar os dados. Uma lógica executável por computador pode ser empregada para realizar tais funções como subtração da fluorescência de fundo, atribuição de alvo e/ou sequências de referência e quantificação dos dados. Um computador pode ser útil para exibir, armazenar, recuperar ou calcular resultados diagnósticos a partir do perfil molecular; exibir, armazenar, recuperar ou calcular dados brutos de análise de expressão genômica ou de ácido; ou exibir, armazenar, recuperar ou calcular quaisquer informações de amostra ou paciente nos métodos descritos no presente documento.[00244] Following acquisition of fluorescence detection data, a computer may be used to store and process the data. Computer executable logic may be employed to perform such functions as subtraction of background fluorescence, assignment of target and/or reference sequences, and quantification of the data. A computer may be useful for displaying, storing, retrieving, or calculating diagnostic results from molecular profiling; displaying, storing, retrieving, or calculating raw data from genomic or acid expression analysis; or displaying, storing, retrieving, or calculating any sample or patient information in the methods described herein.
[00245] O sinal (ou sinais) de detecção pode ser criado com base em luz detectada emitida pela sonda de detecção de tipo selvagem e, opcionalmente, da sonda de detecção de variante nas partições. As sondas de detecção variantes podem relatar se pelo menos uma de duas ou mais reações de amplificação particulares representadas pelo sinal ocorreram em uma partição e, portanto, se pelo menos uma cópia da sequência variante está presente na partição. O nível ou amplitude do sinal correspondente às sondas pode ser analisado para determinar se pelo menos uma das reações particulares ocorreu ou não e pelo menos uma cópia de um dos alvos particulares está presente. O nível ou amplitude do sinal pode variar dentre as partições de acordo com a presença da sequência de ácido nucleico-alvo ou ausência em cada partição. Por exemplo, uma partição positiva para um alvo particular pode produzir um nível de sinal nível ou amplitude que está acima de um limiar determinado e/ou dentro de uma determinada faixa. As partições podem ser analisadas e sinalizadas criadas em qualquer momento (ou momentos) adequado. Momentos exemplificativos incluem ao final de um ensaio (ponto final de ensaio), quando as reações foram concluídas e os dados não estão mais mudando, ou em um momento anterior, contanto que os dados sejam suficiente e confiavelmente separados. Em geral, pode ser preferencial que a detecção seja feita depois de realizar o número de ciclos de PCR exponenciais necessários para os sinais de verdadeiro positivo terem uma amplitude suficientemente alta.[00245] The detection signal(s) may be generated based on detected light emitted by the wild-type detection probe and, optionally, the variant detection probe in the partitions. The variant detection probes may report whether at least one of two or more particular amplification reactions represented by the signal has occurred in a partition and, therefore, whether at least one copy of the variant sequence is present in the partition. The level or amplitude of the signal corresponding to the probes may be analyzed to determine whether or not at least one of the particular reactions has occurred and at least one copy of one of the particular targets is present. The level or amplitude of the signal may vary between partitions according to the presence or absence of the target nucleic acid sequence in each partition. For example, a partition positive for a particular target may produce a signal level or amplitude that is above a given threshold and/or within a given range. Partitions may be analyzed and signals created at any suitable time(s). Exemplary time points include at the end of an assay (assay endpoint), when reactions have been completed and the data are no longer changing, or at an earlier time point, provided that the data are sufficiently and reliably separated. In general, it may be preferable to perform detection after performing the number of exponential PCR cycles necessary for true positive signals to be of sufficiently high amplitude.
[00246] Em um aspecto, é fornecido no presente documento um método para detectar a presença de uma sequência-alvo com o uso de uma única sonda de detecção.[00246] In one aspect, a method for detecting the presence of a target sequence using a single detection probe is provided herein.
[00247] Em alguns casos, a AIPR e a PCR exponencial são realizadas em uma configuração de dPCR, tal como ddPCR. Duas populações de gotícula distintas podem ser detectáveis e contadas para determinar a concentração de sequência de ácido nucleico-alvo que compreende uma sequência variante (consultar visão geral na Figura 1A) versus que não que compreende a dita sequência variante (consultar a Figura 1B).[00247] In some cases, AIPR and exponential PCR are performed in a dPCR setup, such as ddPCR. Two distinct droplet populations may be detectable and counted to determine the concentration of target nucleic acid sequence comprising a variant sequence (see overview in Figure 1A) versus that not comprising said variant sequence (see Figure 1B).
[00248] O fluoróforo conforme usado no presente documento pode significar um composto com emissão fluorescente, por exemplo, com uma emissão fluorescente máxima entre cerca de 350 e cerca de 900 nm. Uma ampla variedade de fluoróforos pode ser usada, o que inclui mas sem limitação: 5-FAM (também denominada 5- carboxifluoresceína; também denominada ácido Spiro(isobenzofuran-1(3H), 9 ‘-(9H)xanteno)-5-carboxílico,3 ‘,6 ‘-dihidroxi-3-oxo-6-carboxifluoresceína); ácido 5-Hexacloro-Fluoresceína; ([4,7,2 ‘ ,4 ‘ ,5 ‘ ,7 ‘ -hexacloro-(3 ‘,6 ‘-dipivaloil-fluoresceinil)-6-carboxílico]); ácido 6-Hexacloro-Fluoresceína; ([4,7,2 ‘ ,4 ‘ ,5 ‘ ,7 ‘ -hexacloro-(3 ‘,6 ‘-dipivaloilfluoresceinil)-5-carboxílico]); 5-Tetracloro-Fluoresceína; ácido ([4,7,2‘,7‘-tetra-cloro- (3 ‘,6 ‘-dipivaloilfluoresceinil)-5-carboxílico]); 6-Tetracloro-Fluoresceína; ácido ([4,7,2‘,7‘-tetracloro- (3 ‘,6 ‘-dipivaloilfluoresceinil)-6-carboxílico]); 5-TAMRA(5-carboxitetrametilrodamina); Xantilium, 9-(2,4-dicarboxifenil)-3,6-bis(dimetil-amino); 6-TAMRA (6- carboxitetrametilrodamina); 9-(2,5-dicarboxifenil)-3,6- bis(dimetilamino); ácido EDANS (5-((2-aminoetil)amino)naftaleno-1-sulfônico); ácido 1,5-IAEDANS (5-((((2-iodoacetil)amino)etil)amino)naftaleno-1- sulfônico); Cy5 (Indodicarbocianina-5); Cy3 (Indo- dicarbocianina-3) e ácido BODIPY FL (2,6-dibromo-4,4- difluoro-5,7-dimetil-4-bora-3a,4a-diaza-s-indaceno-3- propiônico); tinta Quasar™-670 (Biosearch Technologies); tinta laranja Cal Fluor™ (Biosearch Technologies); tintas Rox; tintas Max (Integrated DNA Technologies), assim como derivados adequados dos mesmos.[00248] Fluorophore as used herein may mean a compound with fluorescent emission, for example, with a maximum fluorescent emission between about 350 and about 900 nm. A wide variety of fluorophores may be used, which include but are not limited to: 5-FAM (also called 5-carboxyfluorescein; also called Spiro(isobenzofuran-1(3H),9′-(9H)xanthene)-5-carboxylic acid,3′,6′-dihydroxy-3-oxo-6-carboxyfluorescein); 5-Hexachloro-Fluorescein; ([4,7,2′,4′,5′,7′-hexachloro-(3′,6′-dipivaloyl-fluoresceinyl)-6-carboxylic acid]); 6-Hexachloro-Fluorescein; ([4,7,2‘,4‘,5‘,7‘-hexachloro-(3‘,6‘-dipivaloylfluoresceinyl)-5-carboxylic]); 5-Tetrachloro-Fluorescein; ([4,7,2‘,7‘-tetrachloro-(3‘,6‘-dipivaloylfluoresceinyl)-5-carboxylic] acid); 6-Tetrachloro-Fluorescein; ([4,7,2‘,7‘-tetrachloro-(3‘,6‘-dipivaloylfluoresceinyl)-6-carboxylic] acid); 5-TAMRA(5-carboxytetramethylrhodamine); Xanthilium, 9-(2,4-dicarboxyphenyl)-3,6-bis(dimethyl-amino); 6-TAMRA (6-carboxytetramethylrhodamine); 9-(2,5-dicarboxyphenyl)-3,6-bis(dimethylamino); EDANS (5-((2-aminoethyl)amino)naphthalene-1-sulfonic acid); 1,5-IAEDANS (5-((((2-iodoacetyl)amino)ethyl)amino)naphthalene-1-sulfonic acid); Cy5 (Indodicarbocyanine-5); Cy3 (Indodicarbocyanine-3); and BODIPY FL (2,6-dibromo-4,4-difluoro-5,7-dimethyl-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene-3-propionic acid); Quasar™-670 dye (Biosearch Technologies); Cal Fluor™ Orange dye (Biosearch Technologies); Rox dyes; Max dyes (Integrated DNA Technologies) as well as suitable derivatives thereof.
[00249] Supressor, conforme usado no presente documento, pode significar uma molécula ou parte de um composto que tem capacidade para reduzir a fluorescência de um fluoróforo quando fixado ou próximo à sonda de detecção. Supressão pode ocorrer através de qualquer um dentre diversos mecanismos que incluem transferência de energia por ressonância de fluorescência, transferência de elétrons fotoinduzida, aprimoramento paramagnético de cruzamento intersistema, acoplamento de troca de Dexter e acoplamento por excíton tal como a formação de complexos escuros. A seleção do supressor pode depender do fluoróforo usado. Inúmeros supressores disponíveis comercialmente são conhecidos na técnica e incluem, mas sem limitação, os supressores DABCYL, Black Hole™ (BHQ-1, BHQ-2, e BHQ-3), Iowa Black™ FQ e Iowa Black™ RQ. Esses são denominados supressores escuros. Os mesmos não têm fluorescência, o que pode eliminar o fundo visto com outros supressores tais como TAMRA que é intrinsecamente fluorescente.[00249] Quencher, as used herein, may mean a molecule or part of a compound that has the ability to reduce the fluorescence of a fluorophore when attached to or in proximity to the detection probe. Quenching may occur through any of a number of mechanisms including fluorescence resonance energy transfer, photoinduced electron transfer, paramagnetic enhancement of intersystem crossing, Dexter exchange coupling, and exciton coupling such as the formation of dark complexes. The selection of the quencher may depend on the fluorophore used. Numerous commercially available quenchers are known in the art and include, but are not limited to, DABCYL, Black Hole™ (BHQ-1, BHQ-2, and BHQ-3), Iowa Black™ FQ, and Iowa Black™ RQ quenchers. These are referred to as dark quenchers. They do not fluoresce, which can eliminate the background seen with other quenchers such as TAMRA that is intrinsically fluorescent.
[00250] Há uma boa parte de guia prático disponível na literatura para selecionar pares de supressor e repórter apropriados para sondas particulares, conforme exemplificado pelas seguintes referências: Clegg, Meth. Enzymol., 211: 353 a 388 (1992); Wo et al., Anal. Biochem., 218: 1 a 13 (1994); Pesce et al., editores, Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, Nova Iorque, 1971); White et al., Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, Nova Iorque, 1970); e similares. A literatura também inclui referências que fornecem listas exaustivas de moléculas fluorescente e cromogênicas e suas propriedades ópticas relevantes para escolher pares de supressor-repórter, por exemplo, Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2a Edição (Academic Press, Nova Iorque, 1971); Griffiths, Colour e Constitution of Organic Molecules (Academic Press, Nova Iorque, 1976); editora Bishop, Indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992) Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); e similares. Adicionalmente, há guia extensivo na literatura para derivar moléculas de repórter e supressor para fixação covalente através de grupos reativos comuns que podem ser adicionados a um oligonucleotídeo, conforme exemplificado pelas seguintes referências: Haugland (citado acima); Ullman et al., Patente no U.S. 3.996.345; Khanna et al., Patente no U.S. 4.351.760.[00250] There is a good deal of practical guidance available in the literature for selecting appropriate quencher-reporter pairs for particular probes, as exemplified by the following references: Clegg, Meth. Enzymol., 211:353-388 (1992); Wo et al., Anal. Biochem., 218:1-13 (1994); Pesce et al., eds., Fluorescence Spectroscopy (Marcel Dekker, New York, 1971); White et al., Fluorescence Analysis: A Practical Approach (Marcel Dekker, New York, 1970); and the like. The literature also includes references providing exhaustive lists of fluorescent and chromogenic molecules and their optical properties relevant to choosing quencher-reporter pairs, e.g., Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2nd Edition (Academic Press, New York, 1971); Griffiths, Color and Constitution of Organic Molecules (Academic Press, New York, 1976); Bishop, Indicators (Pergamon Press, Oxford, 1972); Haugland, Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals (Molecular Probes, Eugene, 1992); Pringsheim, Fluorescence and Phosphorescence (Interscience Publishers, New York, 1949); and the like. Additionally, there is extensive guidance in the literature for deriving reporter and quencher molecules for covalent attachment via common reactive groups that can be added to an oligonucleotide, as exemplified by the following references: Haugland (cited above); Ullman et al., U.S. Patent 3,996,345; Khanna et al., U.S. Patent 4,351,760.
[00251] Tanto a identificação detectável (por exemplo, o fluoróforo) quanto o supressor podem ser fixados à sonda com o uso de métodos conhecidos na técnica. Em alguns casos, um do par repórter/supressor é fixado à porção 5‘ de uma sonda e 5 ‘ ao lócus de alvo se a sequência de sonda for complementar ao lócus de alvo, e o outro do par repórter/supressor é fixado à porção 3‘ da sonda.[00251] Both the detectable label (e.g., the fluorophore) and the quencher can be attached to the probe using methods known in the art. In some cases, one of the reporter/quencher pair is attached to the 5′ portion of a probe and 5′ to the target locus if the probe sequence is complementary to the target locus, and the other of the reporter/quencher pair is attached to the 3′ portion of the probe.
[00252] As identificações detectáveis e supressores podem ser adicionados durante a síntese de oligonucleotídeo através da química de fosforamidita padrão. As mesmas podem também ser adicionadas pós-síntese com a introdução de um ligante com um grupo funcional apropriado durante a oligossíntese. Em seguida à síntese, um detectável (por exemplo, fluoróforo) pode ser acoplado a um grupo funcional de oligonucleotídeo. Para sequências mais longas, para permitir supressão eficiente, a sequência imediatamente 3‘ do fluoróforo e 5‘ do supressor pode ser transformada em complementar entre si para permitir a formação de um caule de um grampo (por exemplo, sinalizador molecular). Portanto, durante a fase de anelamento de AIPR e/ou a PCR exponencial, tal sonda hibridizará à sequência-alvo amplificada, o que distancia fisicamente a identificação detectável (por exemplo, fluoróforo) do supressor que permite maior fluorescência ser detectada. Contudo, na ausência de sequência-alvo amplificada, a sonda cria um grampo que leva o detectável (por exemplo, fluoróforo) e o supressor se ficarem próximos entre si, o que limita a fluorescência da reação. Nessas reações, uma polimerase com atividade de exonuclease 5'-3' não é necessária para clivar a sonda. O local apropriado de fixação para o sinal repórter (por exemplo, fluoróforo) e supressor e a distância entre o sinal repórter (por exemplo, fluoróforo) e o supressor são conhecidos na técnica.[00252] Detectable labels and quenchers can be added during oligonucleotide synthesis via standard phosphoramidite chemistry. They can also be added post-synthesis by introducing a linker with an appropriate functional group during oligosynthesis. Following synthesis, a detectable (e.g., fluorophore) can be coupled to an oligonucleotide functional group. For longer sequences, to allow for efficient quenching, the sequence immediately 3' of the fluorophore and 5' of the quencher can be made complementary to each other to allow for the formation of a hairpin stem (e.g., molecular beacon). Therefore, during the annealing phase of AIPR and/or exponential PCR, such a probe will hybridize to the amplified target sequence, which physically distances the detectable label (e.g., fluorophore) from the quencher allowing greater fluorescence to be detected. However, in the absence of amplified target sequence, the probe creates a clamp that brings the detectable (e.g., fluorophore) and quencher into close proximity to each other, which limits the fluorescence of the reaction. In these reactions, a polymerase with 5'-3' exonuclease activity is not required to cleave the probe. The appropriate attachment site for the reporter signal (e.g., fluorophore) and quencher and the distance between the reporter signal (e.g., fluorophore) and quencher are known in the art.
[00253] Em alguns casos, a sonda de detecção é uma sonda TaqMan®.[00253] In some cases, the detection probe is a TaqMan® probe.
[00254] Uma sonda TaqMan® (Heid et. al, 1996) pode usar a atividade de exonuclease 5‘ fluorogênica de polimerase Taq para medir a quantidade de sequências-alvo nas amostras de cDNA. As sondas TaqMan® podem conter um fluoróforo geralmente na ou próximo da base 5‘, e um supressor pode estar na ou próximo da base 3 ‘ . O supressor pode ser uma tinta tal como TAMRA ou pode ser uma molécula não fluorescente tal como ácido 4-(4-dimetilaminofenilazo)benzóico (DABCYL). Consultar Tyagi et al., Nature Biotechnology 16:49 a 53 (1998). Quandoirradiada, a tinta fluorescente excitada transfere energia para a molécula de tinta de supressão próxima em vez de fluorescer (denominada FRET= transferência de energia por ressonância fluorescente ou Forster). Portanto, a proximidade do fluoróforo e do supressor pode evitar a emissão de qualquer fluorescência enquanto a sonda está intacta. As sondas TaqMan® podem ser projetadas para anelar a uma região interna do produto de PCR. Quando a polimerase replica um modelo em que uma sonda TaqMan® é unida, sua atividade de exonuclease 5‘ pode clivar a sonda. Essa clivagem pode terminar a atividade de supressor (sem FRET) e o a tinta repórter começa a emitir fluorescência que pode aumentar em cada ciclo proporcional à taxa de clivagem de sonda. O acúmulo de produtos de PCR pode ser detectado por monitoramento do aumento na fluorescência do fluoróforo. Devido ao fato de que a clivagem pode ocorrer se a sonda de detecção hibridiza à sequência de ácido nucleico-alvo, a fluorescência detectada pode se originar da amplificação específica. Em alguns casos, o processo de hibridização e clivagem não interferem com a PCR exponencial. Em alguns casos, uma sonda fluorogênica não tem G na extremidade 5'. A e G adjacentes à tinta repórter podem suprimir a fluorescência repórter até mesmo depois da clivagem.[00254] A TaqMan® probe (Heid et. al, 1996) can use the fluorogenic 5′ exonuclease activity of Taq polymerase to measure the amount of target sequences in cDNA samples. TaqMan® probes may contain a fluorophore usually at or near the 5′ base, and a quencher may be at or near the 3′ base. The quencher may be a dye such as TAMRA or may be a nonfluorescent molecule such as 4-(4-dimethylaminophenylazo)benzoic acid (DABCYL). See Tyagi et al., Nature Biotechnology 16:49–53 (1998). When irradiated, the excited fluorescent dye transfers energy to the nearby quenching dye molecule instead of fluorescing (termed FRET=fluorescence or Forster resonance energy transfer). Therefore, the proximity of the fluorophore and quencher can prevent any fluorescence from being emitted while the probe is intact. TaqMan® probes can be designed to anneal to an internal region of the PCR product. When the polymerase replicates a template to which a TaqMan® probe is attached, its 5′ exonuclease activity can cleave the probe. This cleavage can terminate the quencher activity (no FRET) and the reporter dye begins to emit fluorescence that can increase with each cycle proportional to the rate of probe cleavage. Accumulation of PCR product can be detected by monitoring the increase in fluorescence of the fluorophore. Because cleavage can occur if the detection probe hybridizes to the target nucleic acid sequence, the detected fluorescence may originate from specific amplification. In some cases, the hybridization and cleavage process do not interfere with exponential PCR. In some cases, a fluorogenic probe does not have G at the 5' end. A and G adjacent to the reporter dye can quench reporter fluorescence even after cleavage.
[00255] Em alguns casos, a sonda de detecção é um sinalizador molecular. Os sinalizadores moleculares (MBs) podem ser oligonucleotídeos projetados para a detecção e quantificação de ácidos nucleicos-alvo (por exemplo, DNAs alvo). Os terminais 5‘ e 3' de um MB pode compreender coletivamente um par de porções químicas que podem conferir propriedades detectáveis no MB. Um dos terminais pode ser fixado a um fluoróforo e ao outro pode ser fixado a uma molécula supressora com capacidade para suprimir uma emissão fluorescente do fluoróforo. Por exemplo, um par de fluoróforo/supressor pode usar um fluoróforo tal como EDANS ou fluoresceína, por exemplo, na extremidade 5‘ w um supressor tal como Dabcyl, por exemplo, na extremidade 3'.[00255] In some cases, the detection probe is a molecular beacon. Molecular beacons (MBs) may be oligonucleotides designed for the detection and quantification of target nucleic acids (e.g., target DNAs). The 5' and 3' termini of an MB may collectively comprise a pair of chemical moieties that can confer detectable properties on the MB. One terminus may be attached to a fluorophore and the other may be attached to a quencher molecule capable of quenching fluorescent emission from the fluorophore. For example, a fluorophore/quencher pair may use a fluorophore such as EDANS or fluorescein, for example, at the 5' end and a quencher such as Dabcyl, for example, at the 3' end.
[00256] Quando um MB está presente livre na solução, isto é, não hibridizado a um segundo ácido nucleico, o caule do MB pode ser estabilizado por pareamento de base complementar. Esse pareamento autocomplementar pode resultar em uma estrutura de “laço de grampo” para o MB em que o fluoróforo e as porções químicas supressoras estão próximas entre si. Nessa confirmação, a porção química fluorescente pode ser suprimida pelo fluoróforo.[00256] When an MB is present free in solution, i.e., not hybridized to a second nucleic acid, the stem of the MB can be stabilized by complementary base pairing. This self-complementary base pairing can result in a “hairpin loop” structure for the MB in which the fluorophore and quencher chemical moieties are in close proximity to each other. In this confirmation, the fluorescent chemical moiety can be quenched by the fluorophore.
[00257] O laço do sinalizador molecular pode ser complementar ou idêntico à parte da sequência de ácido nucleico-alvo, de modo que a hibridização do laço a sua sequência complementar na dissociação de forças-alvo do caule, o que distancia o fluoróforo e o supressor entre si. Esse distanciamento pode resultar em desrepressão do fluoróforo, o que causa um aumento na fluorescência do MB.[00257] The molecular beacon loop may be complementary or identical to part of the target nucleic acid sequence, such that hybridization of the loop to its complementary sequence on the target forces dissociation from the stem, which distances the fluorophore and quencher from each other. This distancing may result in de-quenching of the fluorophore, which causes an increase in MB fluorescence.
[00258] Detalhes adicionais em relação aos métodos padrões de fabricar e usar MBs são bem estabelecidos na literatura, por exemplo, em Leone et al. (1995) “Molecular beacon probes combined com amplification by NASBA enable homogenous real-time detection of RNA.” Nucleic Acids Res. 26:2.150 a 2.155; Tyagi e Kramer (1996) “Molecular beacons: probes that fluoresce upon hybridization” Nature Biotechnology 14:303 a 308; Blok e Kramer (1997), Patente no U.S. 6.548.254.[00258] Additional details regarding standard methods of manufacturing and using MBs are well established in the literature, for example in Leone et al. (1995) “Molecular beacon probes combined with amplification by NASBA enable homogenous real-time detection of RNA.” Nucleic Acids Res. 26:2150–2155; Tyagi and Kramer (1996) “Molecular beacons: probes that fluoresce upon hybridization” Nature Biotechnology 14:303–308; Blok and Kramer (1997), U.S. Patent 6,548,254.
[00259] A sonda de detecção também pode ser uma sonda Scorpions™. Uma sonda Scorpions™ pode fornecer um mecanismo de detecção de laço de caule com base em FRET similar ao Sinalizador Molecular, exceto pelo fato de que a sonda também tem um segmento fixo que serve como um iniciador de amplificação (consultar por exemplo, Whitcombe et al. Nat. Biotechnol. 1999, August 17(8): 804 a 807; Patente no U.S. 6.326.145). Em alguns casos, a sonda pode ser uma sonda Sunrise™. Uma sonda Sunrise™ pode compreender um iniciador fixado a uma sonda de grampo que é estendida durante a amplificação. Essa disposição pode separar a identificação do supressor interno do fluoróforo de terminal 5‘ (Nazarenko et al., Nucl. Acids Res. 1997, 25: 2.516 a 2.521).[00259] The detection probe may also be a Scorpions™ probe. A Scorpions™ probe may provide a FRET-based stem-loop detection mechanism similar to Molecular Beacon, except that the probe also has a fixed segment that serves as an amplification primer (see e.g., Whitcombe et al. Nat. Biotechnol. 1999, August 17(8): 804-807; U.S. Patent 6,326,145). In some cases, the probe may be a Sunrise™ probe. A Sunrise™ probe may comprise a primer attached to a hairpin probe that is extended during amplification. This arrangement may separate the identification of the internal quencher from the 5′-terminal fluorophore (Nazarenko et al., Nucl. Acids Res. 1997, 25: 2516-2521).
[00260] O nucleotídeo de terminal 3‘ da sonda de oligonucleotídeo pode ser bloqueado ou tornado incapaz de extensão por uma polimerase de ácido nucleico. Tal bloqueio pode ser convenientemente realizado pela fixação de um repórter ou molécula de supressor para o carbono 3 ‘ terminal da sonda de oligonucleotídeo por uma porção química de ligação.[00260] The 3' terminal nucleotide of the oligonucleotide probe may be blocked or rendered incapable of extension by a nucleic acid polymerase. Such blocking may be conveniently accomplished by attaching a reporter or quencher molecule to the 3' terminal carbon of the oligonucleotide probe by a chemical linker moiety.
[00261] Em alguns casos, uma sonda de referência pode ser incluída nas reações de PCR particionadas. Uma sonda de referência pode ser uma sonda de referência não específica ou uma sonda de referência específica. A sonda de referência pode hibridizar a um lócus de referência.[00261] In some cases, a reference probe may be included in the partitioned PCR reactions. A reference probe may be a non-specific reference probe or a specific reference probe. The reference probe may hybridize to a reference locus.
[00262] Em uma modalidade, os métodos da invenção envolvem usar um par de iniciadores único que consiste em iniciador-H e iniciador-L combinados com uma sonda de detecção, tal como uma sonda de detecção de variante ou uma sonda de detecção de tipo selvagem. Em outras modalidades da invenção, os métodos envolvem o uso de um par de iniciadores único que consiste no iniciador-H e no iniciador-L combinados com duas sondas de detecção que são uma sonda de detecção de variante e uma sonda de detecção de tipo selvagem.[00262] In one embodiment, the methods of the invention involve using a single primer pair consisting of primer-H and primer-L combined with a detection probe, such as a variant detection probe or a wild-type detection probe. In other embodiments of the invention, the methods involve using a single primer pair consisting of primer-H and primer-L combined with two detection probes that are a variant detection probe and a wild-type detection probe.
[00263] Em uma modalidade, a detecção é realizada com o auxílio de um reagente de detecção que é uma tinta. Por exemplo, a tinta pode ser um aglutinante de sulco maior, um aglutinante de sulco menor, um intercalador, ou um aglutinante externo, dentre outros. Tintas exemplificativas que podem ser adequadas incluem cianinas luminescentes, fenantridinas, acridinas, indoles, imidazoles, e similares, tal como DAPI, tinta Hoechst® 33258, acridina laranja, etc. Tintas intercaladas exemplificativas que podem ser adequadas incluem etidiuo brometo, iodeto de propídio, tinta EvaGreen®, tinta verde SYBR®, tinta Dourada SYBR® e 7- aminoactinomicina D (7-AAD) dentre outras.[00263] In one embodiment, detection is performed with the aid of a detection reagent that is a dye. For example, the dye may be a major groove binder, a minor groove binder, an intercalator, or an external binder, among others. Exemplary dyes that may be suitable include luminescent cyanines, phenanthridines, acridines, indoles, imidazoles, and the like, such as DAPI, Hoechst® 33258 dye, acridine orange, etc. Exemplary intercalated dyes that may be suitable include ethidium bromide, propidium iodide, EvaGreen® dye, SYBR® green dye, SYBR® Gold dye, and 7-aminoactinomycin D (7-AAD) among others.
[00264] Conforme usado no presente documento, “uma sonda com capacidade para detectar uma mutação específica” é tipicamente uma sonda que compreende uma sequência consecutiva da sequência-alvo que compreende a dita mutação ou uma sequência complementar à mesma.[00264] As used herein, “a probe capable of detecting a specific mutation” is typically a probe comprising a consecutive sequence of the target sequence comprising said mutation or a sequence complementary thereto.
[00265] Os métodos da invenção podem ter uma abundância de várias aplicações. De fato, os métodos são úteis em qualquer aplicação em que seja desejável detectar a presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo, e/ou para distinguir entre sequências de ácido nucleico-alvo que compreendem ou não compreendem uma sequência variante.[00265] The methods of the invention may have a multitude of applications. Indeed, the methods are useful in any application in which it is desirable to detect the presence of a target nucleic acid sequence, and/or to distinguish between target nucleic acid sequences that do or do not comprise a variant sequence.
[00266] Por exemplo, os métodos podem ser úteis para aplicação forense, em que a análise de ácidos nucleicos em um material muito limitado frequentemente é feita. Por exemplo, os métodos podem ser usados no preparo de perfis de material genético para determinar a presença de polimorfismos particulares.[00266] For example, the methods may be useful for forensic applications, where analysis of nucleic acids in very limited material is often performed. For example, the methods may be used in preparing profiles of genetic material to determine the presence of particular polymorphisms.
[00267] Uma aplicação muito útil dos métodos da invenção é para prever a presença de uma afecção clínica em um indivíduo.[00267] A very useful application of the methods of the invention is to predict the presence of a clinical condition in an individual.
[00268] Muitas afecções clínicas são associadas à presença de sequências de ácido nucleico-alvo particulares. Algumas afecções clínicas são caracterizadas pela presença de uma sequência variante em um ácido nucleico-alvo. Outras afecções clínicas são associadas com marcadores, por exemplo, a presença de uma sequência variante pode ser um indicador das afecções clínicas.[00268] Many clinical conditions are associated with the presence of particular target nucleic acid sequences. Some clinical conditions are characterized by the presence of a variant sequence in a target nucleic acid. Other clinical conditions are associated with markers, e.g., the presence of a variant sequence may be an indicator of clinical conditions.
[00269] Portanto, em uma modalidade, a invenção se refere a métodos de previsão da presença de uma afecção clínica em um indivíduo, em que a dita afecção clínica está ligada à presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que o dito método compreende as etapas de[00269] Therefore, in one embodiment, the invention relates to methods of predicting the presence of a clinical condition in an individual, wherein said clinical condition is linked to the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence, said method comprising the steps of
[00270] a) fornecer uma amostra do dito indivíduo que compreende ácidos nucleicos-modelo[00270] a) providing a sample from said individual comprising model nucleic acids
[00271] b) realizar os métodos de detecção de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo descrita no presente documento[00271] b) performing the methods of detecting a variant sequence in a target nucleic acid sequence described in this document
[00272] em que a presença da dita sequência variante no dito ácido nucleico-alvo é indicativa da presença da dita afecção clínica.[00272] wherein the presence of said variant sequence in said target nucleic acid is indicative of the presence of said clinical condition.
[00273] Muitas afecções clínicas são associadas à presença de uma ou mais sequências variantes. Portanto, a afecção clínica pode ser qualquer afecção clínica ligada à presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo.[00273] Many clinical conditions are associated with the presence of one or more variant sequences. Therefore, a clinical condition may be any clinical condition linked to the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence.
[00274] A sequência variante pode ser um biomarcador que se correlaciona, por exemplo, com a presença de uma afecção clínica, o risco de progressão de uma afecção clínica, com a suscetibilidade da afecção clínica a um tratamento determinado ou com o risco de morte. Portanto, a sequência variante pode se correlacionar a uma previsão em relação a uma afecção clínica.[00274] The variant sequence may be a biomarker that correlates, for example, with the presence of a clinical condition, the risk of progression of a clinical condition, the susceptibility of the clinical condition to a particular treatment, or the risk of death. Therefore, the variant sequence may correlate with a prediction regarding a clinical condition.
[00275] Em uma modalidade da invenção, a afecção clínica é câncer. O dito câncer pode ser qualquer câncer, por exemplo, um câncer selecionado a partir do grupo que consiste em carcinoma do peito, colorretal, pâncreas, estômago, GIST, hepatocelular, pulmão, pulmão de célula pequena, ovariano, uterino, cérvix, bexiga, renal, próstata, testículos, carcinoma de tiroide, melanoma maligno, osteossarcoma, condrossarcoma, miossarcoma, glioblastoma ou outros tumores cerebrais, cabeça/pescoço outros tumores gastrointestinais e de célula germinativa e malignidades hematológicas.[00275] In one embodiment of the invention, the clinical condition is cancer. Said cancer may be any cancer, for example, a cancer selected from the group consisting of carcinoma of the breast, colorectal, pancreas, stomach, GIST, hepatocellular, lung, small cell lung, ovarian, uterine, cervix, bladder, renal, prostate, testis, thyroid carcinoma, malignant melanoma, osteosarcoma, chondrosarcoma, myosarcoma, glioblastoma or other brain tumors, head/neck other gastrointestinal and germ cell tumors, and hematologic malignancies.
[00276] A sequência variante pode ser ligada ao dito câncer. Por exemplo, a presença da sequência variante pode ser indicativa da presença do dito câncer. Contudo, frequentemente a investigação adicional será necessária para determinar se o dito indivíduo está desenvolvendo o dito câncer.[00276] The variant sequence may be linked to said cancer. For example, the presence of the variant sequence may be indicative of the presence of said cancer. However, often additional investigation will be necessary to determine whether said individual is developing said cancer.
[00277] A tabela abaixo fornece exemplos não limitantes de mutações ligadas ao câncer, cuja presença pode ser detectada com o uso dos métodos da invenção. Contudo, a pessoa versada estará ciente de numerosas outras mutações ligadas ao câncer que podem ser detectadas com o uso dos métodos da invenção. [00277] The table below provides non-limiting examples of cancer-linked mutations whose presence may be detected using the methods of the invention. However, the skilled person will be aware of numerous other cancer-linked mutations that may be detected using the methods of the invention.
[00278] As mutações acima são indicadas no nível de proteína. A primeira letra indica o aminoácido do tipo selvagem, o número é a posição do aminoácido e a última letra o aminoácido de substituição encontrada no mutante. Portanto, como forma de exemplo H1047R indica que a histidina no número de aminoácido 1047 foi substituída por arginina. Códigos de uma letra ou de três letras da IUPAC para aminoácidos são usados no presente documento.[00278] The above mutations are indicated at the protein level. The first letter indicates the wild-type amino acid, the number is the position of the amino acid and the last letter the replacement amino acid found in the mutant. Thus, as an example H1047R indicates that histidine at amino acid number 1047 has been replaced by arginine. IUPAC one-letter or three-letter codes for amino acids are used in this document.
[00279] A invenção pode, portanto, estar relacionada aos métodos e kits de parte que compreendem (usam) um par de iniciadores, em que[00279] The invention may therefore relate to methods and part kits comprising (using) a pair of primers, wherein
[00280] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da SEQ ID NO:69, 70, 71 ou 72 e o iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:69, 70, 71 ou 72; OU[00280] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of SEQ ID NO:69, 70, 71, or 72 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:69, 70, 71, or 72; OR
[00281] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:69, 70, 71 ou 72 e o iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da SEQ ID NO:69, 70, 71 ou 72;[00281] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:69, 70, 71 or 72 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of SEQ ID NO:69, 70, 71 or 72;
[00282] e em que iniciador-H e iniciador-L juntos têm capacidade para amplificar uma sequência-alvo que compreende pelo menos um dentre os nucleotídeos que codificam quaisquer das mutações mencionadas no presente documento.[00282] and wherein primer-H and primer-L together are capable of amplifying a target sequence comprising at least one of the nucleotides encoding any of the mutations mentioned in this document.
[00283] Em uma modalidade, a invenção fornece métodos de previsão da presença de uma afecção clínica em um indivíduo, em que a dita afecção clínica está ligada à presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que o dito método compreende as etapas de[00283] In one embodiment, the invention provides methods of predicting the presence of a clinical condition in an individual, wherein said clinical condition is linked to the presence of a target nucleic acid sequence, said method comprising the steps of
[00284] a) fornecer uma amostra do dito indivíduo que compreende ácidos nucleicos-modelo[00284] a) providing a sample from said individual comprising model nucleic acids
[00285] b) realizar os métodos de detecção de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo descrita no presente documento[00285] b) performing the methods of detecting a variant sequence in a target nucleic acid sequence described in this document
[00286] em que a presença do dito ácido nucleico-alvo é indicativa da presença da dita afecção clínica.[00286] wherein the presence of said target nucleic acid is indicative of the presence of said clinical condition.
[00287] A afecção clínica é infecção por um patógeno infeccioso caso em que o ácido nucleico-alvo, por exemplo, pode ser uma sequência de ácido nucleico do genoma do dito patógeno.[00287] The clinical condition is infection with an infectious pathogen in which case the target nucleic acid, for example, may be a nucleic acid sequence from the genome of said pathogen.
[00288] A amostra pode ser qualquer amostra do dito indivíduo. Em particular, a amostra deve ser uma amostra que compreende ácidos nucleicos-modelo. Em modalidades da invenção, em que a afecção clínica é câncer é preferível que a amostra compreende DNA de células cancerígenas. Portanto, a amostra pode compreender células cancerígenas que compreendem DNA e/ou a amostra pode compreender DNA livre derivado de células cancerígenas.[00288] The sample may be any sample from said individual. In particular, the sample should be a sample comprising template nucleic acids. In embodiments of the invention where the clinical condition is cancer, it is preferred that the sample comprises DNA from cancer cells. Therefore, the sample may comprise cancer cells comprising DNA and/or the sample may comprise free DNA derived from cancer cells.
[00289] A amostra pode, por exemplo, ser selecionada a partir do grupo que consiste em amostras de sangue, biópsia, amostras de fezes, amostras de saliva, amostras de urina, amostras de fluido vaginal, amostras de fluido de ascite, amostras de fluido cérebro-espinhal e amostra de exsudato de tecido. A amostra também pode ser uma fração de qualquer uma das mencionadas anteriormente. Por exemplo, a amostra pode ser uma amostra sanguínea ou uma fração da mesma, tal como uma amostra plasmática ou uma amostra de soro.[00289] The sample may, for example, be selected from the group consisting of blood samples, biopsy samples, stool samples, saliva samples, urine samples, vaginal fluid samples, ascites fluid samples, cerebrospinal fluid samples, and tissue exudate samples. The sample may also be a fraction of any of the above. For example, the sample may be a blood sample or a fraction thereof, such as a plasma sample or a serum sample.
[00290] Os ácidos nucleicos-modelo podem ser qualquer ácido nucleico compreendido na amostra, por exemplo, DNA ou RNA genômico. Os ácidos nucleicos-modelo também podem ser cDNA preparado com base no RNA presente na amostra.[00290] The template nucleic acids may be any nucleic acid comprised in the sample, for example, genomic DNA or RNA. The template nucleic acids may also be cDNA prepared based on RNA present in the sample.
[00291] Em uma modalidade, os ácidos nucleicos-modelo são selecionados a partir do grupo que consiste em DNA de célula livre, DNA nucleossomo e DNA de tumor circulatório (ctDNA) que podem ser encontrados na circulação sanguínea e outros fluidos corporais.[00291] In one embodiment, the template nucleic acids are selected from the group consisting of cell-free DNA, nucleosome DNA, and circulating tumor DNA (ctDNA) that can be found in the blood circulation and other bodily fluids.
[00292] A amostra de acordo com a presente invenção pode ser extraída de um indivíduo e usada para os métodos da invenção.[00292] The sample according to the present invention can be extracted from an individual and used for the methods of the invention.
[00293] O indivíduo pode ser qualquer animal, tal como um mamífero, o que inclui seres humanos. Em uma modalidade preferencial, o indivíduo é um ser humano.[00293] The individual may be any animal, such as a mammal, which includes humans. In a preferred embodiment, the individual is a human.
[00294] A invenção é adicionalmente ilustrada pelos seguintes exemplos que, contudo, não devem ser interpretados como limitantes para a invenção.[00294] The invention is further illustrated by the following examples which, however, should not be construed as limiting the invention.
[00295] A invenção pode ser adicionalmente definida pelos seguintes itens:[00295] The invention may be further defined by the following items:
[00296] 1. Um método para detecção da presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo em uma amostra que compreende as etapas de[00296] 1. A method for detecting the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence in a sample comprising the steps of
[00297] a) fornecer uma amostra que compreende ácidos nucleicos-modelo[00297] a) providing a sample comprising model nucleic acids
[00298] b) fornecer um conjunto de iniciadores que compreende pelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, em que o conjunto de iniciadores compreende pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L, em que a temperatura de fusão de iniciador-H é pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L, e em que o iniciador-L contém uma sequência complementar a um fragmento do produto de alongamento de iniciador-H,[00298] b) providing a primer set comprising at least one pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence, wherein the primer set comprises at least one H-primer and one L-primer, wherein the melting temperature of H-primer is at least 10 °C higher than the melting temperature of L-primer, and wherein the L-primer contains a sequence complementary to a fragment of the elongation product of H-primer,
[00299] c) fornecer uma polimerase de ácido nucleico que tem atividade de polimerase em uma temperatura de alongamento,[00299] c) providing a nucleic acid polymerase that has polymerase activity at an elongation temperature,
[00300] d) preparar reações de PCR particionadas, sendo que cada uma compreende uma parte da amostra, o conjunto de iniciadores, a polimerase de ácido nucleico, reagentes de PCR e, opcionalmente, reagentes de detecção[00300] d) preparing partitioned PCR reactions, each comprising a portion of the sample, the primer set, the nucleic acid polymerase, PCR reagents and, optionally, detection reagents
[00301] e) realizar uma reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) que compreende as etapas de:[00301] e) perform an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) comprising the steps of:
[00302] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00302] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00303] ii. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[00303] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[00304] iii. opcionalmente, incubar as reações de PCR particionadas na temperatura de alongamento,[00304] iii. optionally, incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature,
[00305] iv. opcionalmente, repetir etapas i a iii,[00305] iv. optionally, repeat steps i to iii,
[00306] f) realizar uma reação em cadeia da polimerase (PCR) que compreende as etapas de:[00306] f) perform a polymerase chain reaction (PCR) comprising the steps of:
[00307] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00307] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00308] ii. incubar a PCR a uma temperatura de anelamento baixa que permite tanto anelamento de iniciador- H quanto de iniciador-L,[00308] ii. incubate the PCR at a low annealing temperature that allows both H-primer and L-primer annealing,
[00309] iii. incubar a PCR na temperatura de alongamento que permite extensão de todos os iniciadores anelados[00309] iii. incubate the PCR at the elongation temperature that allows extension of all annealed primers
[00310] iv. opcionalmente, repetir as etapas II a IV, o que resulta em um produto de PCR.[00310] iv. optionally, repeat steps II through IV, which results in a PCR product.
[00311] g) detectar se o produto de PCR compreende a sequência variante na sequência de ácido nucleico-alvo.[00311] g) detecting whether the PCR product comprises the variant sequence in the target nucleic acid sequence.
[00312] 2. O método, de acordo com item 1, em que a etapa e) resulta na amplificação de apenas uma fita da sequência de ácido nucleico-alvo.[00312] 2. The method according to item 1, wherein step e) results in the amplification of only one strand of the target nucleic acid sequence.
[00313] 3. O método de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a etapa f) resulta na amplificação de ambas as fitas da sequência de ácido nucleico-alvo, o que resulta em um produto de PCR.[00313] 3. The method according to any of the preceding items, wherein step f) results in the amplification of both strands of the target nucleic acid sequence, which results in a PCR product.
[00314] 4. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a sequência variante é uma mutação de nucleotídeo única.[00314] 4. The method of any of the preceding items, wherein the variant sequence is a single nucleotide mutation.
[00315] 5. O método, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, em que a sequência variante é um polimorfismo de nucleotídeo único (SNP).[00315] 5. The method of any one of items 1 to 3, wherein the variant sequence is a single nucleotide polymorphism (SNP).
[00316] 6. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o produto de PCR pode compreender tanto a sequência de ácido nucleico-alvo que compreende a sequência variante e a sequência de ácido nucleico-alvo que não tem a sequência variante.[00316] 6. The method of any of the preceding items, wherein the PCR product may comprise both the target nucleic acid sequence comprising the variant sequence and the target nucleic acid sequence lacking the variant sequence.
[00317] 7. Um método para detecção da presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo em uma amostra que compreende as etapas de[00317] 7. A method for detecting the presence of a target nucleic acid sequence in a sample comprising the steps of
[00318] a) fornecer uma amostra que compreende ácidos nucleicos-modelo[00318] a) providing a sample comprising model nucleic acids
[00319] b) fornecer um conjunto de iniciadores que compreende pelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo, em que o conjunto de iniciadores compreende pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L, em que a temperatura de fusão de iniciador-H é pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L, e em que o iniciador-L contém uma sequência complementar ao produto de alongamento de iniciador-H,[00319] b) providing a primer set comprising at least one pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence, wherein the primer set comprises at least one H-primer and one L-primer, wherein the melting temperature of H-primer is at least 10 °C higher than the melting temperature of L-primer, and wherein the L-primer contains a sequence complementary to the elongation product of H-primer,
[00320] c) fornecer uma polimerase de ácido nucleico que tem atividade de polimerase em uma temperatura de alongamento que é superior à temperatura de fusão de iniciador-H,[00320] c) providing a nucleic acid polymerase that has polymerase activity at an elongation temperature that is higher than the H-primer melting temperature,
[00321] d) preparar reações de PCR particionadas, sendo que cada uma compreende uma parte da amostra, o conjunto de iniciadores, a polimerase de ácido nucleico, reagentes de PCR e, opcionalmente, reagentes de detecção[00321] d) preparing partitioned PCR reactions, each comprising a portion of the sample, the primer set, the nucleic acid polymerase, PCR reagents and, optionally, detection reagents
[00322] e) realizar uma reação de polimerase incremental assimétrica (AIPR) que compreende as etapas de:[00322] e) perform an asymmetric incremental polymerase reaction (AIPR) comprising the steps of:
[00323] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00323] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00324] ii. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[00324] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[00325] iii. opcionalmente, incubar as reações de PCR particionadas na temperatura de alongamento,[00325] iii. optionally, incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature,
[00326] iv. opcionalmente, repetir etapas i a iii,[00326] iv. optionally, repeat steps i to iii,
[00327] f) realizar uma reação em cadeia da polimerase (PCR) que compreende as etapas de:[00327] f) perform a polymerase chain reaction (PCR) comprising the steps of:
[00328] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00328] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00329] ii. incubar a PCR a uma temperatura de anelamento baixa que permite tanto anelamento de iniciador- H quanto de iniciador-L,[00329] ii. incubate the PCR at a low annealing temperature that allows both H-primer and L-primer annealing,
[00330] iii. incubar a PCR na temperatura de alongamento que permite extensão de todos os iniciadores anelados[00330] iii. incubate the PCR at the elongation temperature that allows extension of all annealed primers
[00331] iv. opcionalmente, repetir as etapas II a IV, o que resulta em um produto de PCR.[00331] iv. optionally, repeat steps II through IV, which results in a PCR product.
[00332] g) detectar se o produto de PCR compreende a sequência de ácido nucleico-alvo.[00332] g) detecting whether the PCR product comprises the target nucleic acid sequence.
[00333] 8. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a AIPR da etapa e) compreende as etapas de:[00333] 8. The method according to any of the preceding items, wherein the AIPR of step e) comprises the steps of:
[00334] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00334] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00335] ii. incubar as reações de PCR particionadas a uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L, em que a temperatura de anelamento alta também é a temperatura de alongamento, o que permite extensão do iniciador-H anelado;[00335] ii. incubating the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer, wherein the high annealing temperature is also the elongation temperature, which allows extension of the annealed H-primer;
[00336] iii. repetir etapas i a ii[00336] iii. repeat steps i to ii
[00337] 9. O método, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 7, em que a AIPR da etapa e) compreende as etapas de:[00337] 9. The method according to any one of items 1 to 7, wherein the AIPR of step e) comprises the steps of:
[00338] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00338] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00339] ii. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de anelamento alta que permite anelamento de iniciador-H, mas não de iniciador-L,[00339] ii. incubate the partitioned PCR reactions at a high annealing temperature that allows annealing of H-primer but not L-primer,
[00340] iii. incubar as reações de PCR particionadas na temperatura de alongamento, o que permite alongamento do iniciador-H anelado,[00340] iii. incubate the partitioned PCR reactions at the elongation temperature, which allows elongation of the annealed H-primer,
[00341] iv. repetir etapas i a iii.[00341] iv. repeat steps i to iii.
[00342] 10. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que iniciador-H é o único iniciador no conjunto de iniciadores que tem uma temperatura de fusão pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L.[00342] 10. The method of any of the preceding items, wherein primer-H is the only primer in the primer set that has a melting temperature at least 10 °C higher than the melting temperature of primer-L.
[00343] 11. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o conjunto de iniciadores consiste no iniciador-H e o iniciador-L, e em que o iniciador-H e iniciador-L têm capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo.[00343] 11. The method according to any of the preceding items, wherein the primer set consists of the H-primer and the L-primer, and wherein the H-primer and the L-primer are capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence.
[00344] 12. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o iniciador-H é idêntico à sequência na extremidade 5' da sequência de ácido nucleico-alvo e o iniciador-L é idêntico à sequência complementar da extremidade 3' da sequência de ácido nucleico-alvo.[00344] 12. The method of any of the preceding items, wherein primer-H is identical to the sequence at the 5' end of the target nucleic acid sequence and primer-L is identical to the complementary sequence at the 3' end of the target nucleic acid sequence.
[00345] 13. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a etapa e) resulte no alongamento de iniciador-H, mas em nenhum alongamento detectável de iniciador-L.[00345] 13. The method of any of the preceding items, wherein step e) results in elongation of primer-H but no detectable elongation of primer-L.
[00346] 14. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a etapa e) resulta no alongamento de iniciador-H, mas em nenhum alongamento detectável de qualquer outro iniciador.[00346] 14. The method of any of the preceding items, wherein step e) results in elongation of primer-H but no detectable elongation of any other primer.
[00347] 15. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a temperatura de fusão de iniciador- H é pelo menos 15 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L.[00347] 15. The method of any of the preceding items, wherein the melting temperature of initiator-H is at least 15 °C higher than the melting temperature of initiator-L.
[00348] 16. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a temperatura de fusão do iniciador- H é pelo menos 16 °C superior, preferencialmente, pelo menos 18 °C superior, tal como pelo menos 20 °C superior, por exemplo, na faixa de 15 a 50 °C, tal como na faixa de 15 a 25 °C superior à temperatura de fusão do iniciador-L.[00348] 16. The method according to any of the preceding items, wherein the melting temperature of the H-initiator is at least 16 °C higher, preferably at least 18 °C higher, such as at least 20 °C higher, for example in the range of 15 to 50 °C, such as in the range of 15 to 25 °C higher than the melting temperature of the L-initiator.
[00349] 17. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a temperatura de fusão do iniciador- H está na faixa de 60 a 90 °C, por exemplo, na faixa de 60 a 80 °C, preferencialmente, na faixa de 70 a 85 °C, tal como na faixa de 70 a 80 °C.[00349] 17. The method according to any of the preceding items, wherein the melting temperature of the initiator-H is in the range of 60 to 90 °C, for example in the range of 60 to 80 °C, preferably in the range of 70 to 85 °C, such as in the range of 70 to 80 °C.
[00350] 18. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a temperatura de fusão do iniciador- L está na faixa de 30 a 55 °C, tal como na faixa de 35 a 55 °C, preferencialmente, na faixa de 40 a 50 °C.[00350] 18. The method according to any of the preceding items, wherein the melting temperature of the initiator-L is in the range of 30 to 55 °C, such as in the range of 35 to 55 °C, preferably in the range of 40 to 50 °C.
[00351] 19. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que iniciador-H tem uma temperatura de fusão pelo menos 15 °C superior à temperatura de fusão de qualquer outro iniciador dentro do conjunto de iniciador que junto com Iniciador-H tem capacidade para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo[00351] 19. The method according to any of the preceding items, wherein Primer-H has a melting temperature at least 15 °C higher than the melting temperature of any other primer within the primer set that together with Primer-H is capable of amplifying the target nucleic acid sequence
[00352] 20. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o conjunto de iniciadores não compreende quaisquer iniciadores:[00352] 20. The method of any of the preceding items, wherein the primer set does not comprise any primers:
[00353] a) que têm uma temperatura de fusão que está na faixa de +/- 15 °C, preferencialmente, na faixa de +/- 20 °C, tal como na faixa de +/- 25 °C da temperatura de fusão de iniciador-H; e[00353] a) having a melting temperature that is in the range of +/- 15 °C, preferably in the range of +/- 20 °C, such as in the range of +/- 25 °C of the H-initiator melting temperature; and
[00354] b) que, juntamente com o iniciador-H, possa constituir um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação da sequência de ácido nucleico-alvo.[00354] b) which, together with the H-primer, can constitute a pair of primers capable specifically of amplifying the target nucleic acid sequence.
[00355] 21. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o conjunto de iniciadores compreende mais que um iniciador-H, e qualquer iniciador, que junto com qualquer do iniciador-H forma um par de iniciadores, tem uma temperatura de fusão, que é pelo menos 15 °C inferior à temperatura de fusão do iniciador-H daquele par de iniciadores.[00355] 21. The method of any of the preceding items, wherein the primer set comprises more than one H-primer, and any primer that together with any of the H-primer forms a primer pair has a melting temperature that is at least 15 °C lower than the melting temperature of the H-primer of that primer pair.
[00356] 22. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o iniciador-H compreende um ou mais análogos de nucleotídeo, por exemplo, um ou mais LNAs.[00356] 22. The method of any of the preceding items, wherein the H-primer comprises one or more nucleotide analogues, for example, one or more LNAs.
[00357] 23. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que as reações de PCR particionadas compreendem, cada uma, em média no máximo 10, tal como no máximo 5 ácidos nucleicos-modelo que compreende m a sequência de ácido nucleico-alvo.[00357] 23. The method according to any of the preceding items, wherein the partitioned PCR reactions each comprise on average at most 10, such as at most 5, template nucleic acids comprising the target nucleic acid sequence.
[00358] 24. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que as reações de PCR particionadas, cada uma, é contida em gotículas preparadas com o uso de um gerador de gotícula.[00358] 24. The method of any of the preceding items, wherein the partitioned PCR reactions are each contained in droplets prepared using a droplet generator.
[00359] 25. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que as reações de PCR particionadas, cada uma, é contida em um volume na faixa de 1 a 10.000 picolitros, por exemplo, aproximadamente 1.000 picolitros.[00359] 25. The method of any of the preceding items, wherein the partitioned PCR reactions are each contained in a volume in the range of 1 to 10,000 picoliters, e.g., approximately 1,000 picoliters.
[00360] 26. O método, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 23, em que as reações de PCR particionadas são contidas em placas de microtitulação.[00360] 26. The method of any one of items 1 to 23, wherein the partitioned PCR reactions are contained in microtiter plates.
[00361] 27. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a etapa e) compreende repetir etapas i. a iii. na faixa de 8 a 256 vezes, preferencialmente, na faixa de 16 a 128 vezes, por exemplo, na faixa de 32 a 128 vezes, por exemplo, aproximadamente 64 vezes, tal como 64 vezes.[00361] 27. The method according to any of the preceding items, wherein step e) comprises repeating steps i. to iii. in the range of 8 to 256 times, preferably in the range of 16 to 128 times, for example in the range of 32 to 128 times, for example approximately 64 times, such as 64 times.
[00362] 28. O método, de acordo com qualquer um dos itens 9 e 10 a 27, em que a etapa e) compreende repetir etapas i. a iii. na faixa de 8 a 256 vezes, preferencialmente, na faixa de 16 a 128 vezes, por exemplo, na faixa de 32 a 128 vezes, por exemplo, aproximadamente 64 vezes, tal como 64 vezes.[00362] 28. The method according to any one of items 9 and 10 to 27, wherein step e) comprises repeating steps i. to iii. in the range of 8 to 256 times, preferably in the range of 16 to 128 times, for example in the range of 32 to 128 times, for example approximately 64 times, such as 64 times.
[00363] 29. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a temperatura de anelamento alta na etapa e) é pelo menos 10 °C superior, preferencialmente, pelo menos 15 °C superior, por exemplo, pelo menos 20 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L.[00363] 29. The method according to any of the preceding items, wherein the high annealing temperature in step e) is at least 10 °C higher, preferably at least 15 °C higher, for example at least 20 °C higher, than the melting temperature of initiator-L.
[00364] 30. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que a etapa f) compreende repetir etapas I. a III. na faixa de 15 a 60 vezes, preferencialmente, na faixa de 20 a 40 vezes, por exemplo, na faixa de 20 a 30 vezes, por exemplo, na faixa de 25 a 30 vezes.[00364] 30. The method according to any of the preceding items, wherein step f) comprises repeating steps I. to III. in the range of 15 to 60 times, preferably in the range of 20 to 40 times, for example in the range of 20 to 30 times, for example in the range of 25 to 30 times.
[00365] 31. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o iniciador-L é um iniciador-L modificado desalinhado e o método compreende uma etapa de PCR de temperatura baixa entre etapas e) e f), em que a PCR de temperatura baixa compreende as etapas de:[00365] 31. The method according to any of the preceding items, wherein the L-primer is a misaligned modified L-primer and the method comprises a low temperature PCR step between steps e) and f), wherein the low temperature PCR comprises the steps of:
[00366] i. incubar as reações de PCR particionadas em uma temperatura de desnaturação, o que desnatura DNA em moléculas de fita simples[00366] i. incubate the partitioned PCR reactions at a denaturing temperature, which denatures DNA into single-stranded molecules
[00367] ii. incubar a PCR a uma temperatura de anelamento muito baixa que permite anelamento tanto de iniciador-H quanto da parte não desalinhada de iniciador-L,[00367] ii. incubate the PCR at a very low annealing temperature that allows annealing of both the H-primer and the unaligned part of the L-primer,
[00368] iii. incubar a PCR na temperatura de alongamento que permite extensão de todos os iniciadores anelados[00368] iii. incubate the PCR at the elongation temperature that allows extension of all annealed primers
[00369] iv. opcionalmente, repetir etapas I a III, o que resulta em um produto de PCR.[00369] iv. optionally, repeat steps I through III, which results in a PCR product.
[00370] 32. O método, de acordo com item 31, em que a temperatura de fusão muito baixa é pelo menos 5 °C inferior à temperatura de fusão baixa.[00370] 32. The method of item 31, wherein the very low melting temperature is at least 5 °C lower than the low melting temperature.
[00371] 33. O método, de acordo com qualquer um dos itens 31 a 32, em que a temperatura de fusão muito baixa é pelo menos 20 °C inferior à temperatura de fusão baixa.[00371] 33. The method of any one of items 31 to 32, wherein the very low melting temperature is at least 20 °C lower than the low melting temperature.
[00372] 34. O método, de acordo com qualquer um dos itens 31 a 33, em que o iniciador-L é um oligonucleotídeo que consiste em:[00372] 34. The method of any one of items 31 to 33, wherein the L-primer is an oligonucleotide consisting of:
[00373] • uma sequência 5’ de 1 a 10 nucleotídeos; e[00373] • a 5’ sequence of 1 to 10 nucleotides; and
[00374] • uma sequência consecutiva na faixa de 7 a 15 nucleotídeos que é idêntica ou complementar um fragmento da sequência de ácido nucleico-alvo.[00374] • a consecutive sequence in the range of 7 to 15 nucleotides that is identical or complementary to a fragment of the target nucleic acid sequence.
[00375] 35. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que as reações de PCR particionadas contém, cada uma, um reagente de detecção, que é uma sonda de detecção de variante, sendo que a dita sonda de detecção de variante tem capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo que contém a sequência variante com afinidade significativamente maior do que a da sequência de ácido nucleico-alvo que não contém a sequência variante.[00375] 35. The method of any of the preceding items, wherein the partitioned PCR reactions each contain a detection reagent, which is a variant detection probe, said variant detection probe being capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence containing the variant sequence with significantly greater affinity than to the target nucleic acid sequence not containing the variant sequence.
[00376] 36. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que as reações de PCR particionadas contém, cada uma, um reagente de detecção que é uma sonda de detecção de tipo selvagem, sendo que a dita sonda de detecção de tipo selvagem tem capacidade para hibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo que não contém a sequência variante.[00376] 36. The method of any of the preceding items, wherein the partitioned PCR reactions each contain a detection reagent that is a wild-type detection probe, said wild-type detection probe being capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence that does not contain the variant sequence.
[00377] 37. O método, de acordo com qualquer um dos itens 35 e 36, em que cada reação de PCR particionada contém uma sonda de detecção de variante e uma sonda de detecção de tipo selvagem.[00377] 37. The method of any one of items 35 and 36, wherein each partitioned PCR reaction contains a variant detection probe and a wild-type detection probe.
[00378] 38. O método, de acordo com qualquer um dos itens 35 a 37, em que a sonda de detecção de variante é ligada a um fluoróforo e um supressor, em que o supressor tem capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo, e em que o fluoróforo e o supressor são ligados a diferentes nucleotídeos na sonda.[00378] 38. The method of any one of items 35 to 37, wherein the variant detection probe is linked to a fluorophore and a quencher, wherein the quencher is capable of suppressing the fluorescence of the fluorophore, and wherein the fluorophore and the quencher are linked to different nucleotides in the probe.
[00379] 39. O método, de acordo com qualquer um dos itens 36 a 38, em que a sonda de detecção de tipo selvagem é ligada a um fluoróforo e um supressor, em que o supressor tem capacidade para suprimir a fluorescência do fluoróforo, e em que o fluoróforo e o supressor são ligados a diferente nucleotídeos na sonda.[00379] 39. The method of any one of items 36 to 38, wherein the wild-type detection probe is linked to a fluorophore and a quencher, wherein the quencher is capable of quenching the fluorescence of the fluorophore, and wherein the fluorophore and the quencher are linked to different nucleotides in the probe.
[00380] 40. O método, de acordo com qualquer um dos itens 37 a 39, em que a sonda de detecção de variante é ligada a um fluoróforo diferente da sonda de detecção de tipo selvagem.[00380] 40. The method of any one of items 37 to 39, wherein the variant detection probe is linked to a different fluorophore than the wild-type detection probe.
[00381] 41. O método, de acordo com qualquer um dos itens 35 a 40, em que a etapa g) compreende detectar fluorescência do fluoróforo ligado à sonda de detecção de variante.[00381] 41. The method of any one of items 35 to 40, wherein step g) comprises detecting fluorescence from the fluorophore bound to the variant detection probe.
[00382] 42. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o iniciador-H é selecionado a partir do grupo que consiste no iniciador-H listada na Tabela 3.[00382] 42. The method of any of the preceding items, wherein the H-primer is selected from the group consisting of the H-primer listed in Table 3.
[00383] 43. O método, de acordo com qualquer um dos itens anteriores, em que o iniciador-L é selecionado a partir do grupo que consiste no iniciador-L listada na Tabela 3.[00383] 43. The method of any of the preceding items, wherein the L-primer is selected from the group consisting of the L-primer listed in Table 3.
[00384] 44. O método, de acordo com qualquer um dos itens 35 a 43, em que a sonda de detecção de variante é selecionada a partir do grupo que consiste em Sonda-MUT listada na Tabela 3.[00384] 44. The method of any one of items 35 to 43, wherein the variant detection probe is selected from the group consisting of MUT-Probe listed in Table 3.
[00385] 45. O método, de acordo com qualquer um dos itens 36 a 44, em que a sonda de detecção de tipo selvagem é selecionada a partir do grupo que consiste em Sonda-WT listada na Tabela 3.[00385] 45. The method of any one of items 36 to 44, wherein the wild-type detection probe is selected from the group consisting of WT-Probe listed in Table 3.
[00386] 46. Um método de previsão da presença de uma afecção clínica em um indivíduo, em que a dita afecção clínica está ligada à presença de uma sequência variante em uma sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que o dito método compreende as etapas de[00386] 46. A method of predicting the presence of a clinical condition in an individual, wherein said clinical condition is linked to the presence of a variant sequence in a target nucleic acid sequence, said method comprising the steps of
[00387] • fornecer uma amostra do dito indivíduo quecompreende ácidos nucleicos-modelo[00387] • providing a sample from said individual comprising model nucleic acids
[00388] • realizar o método de acordo com qualquer umdos itens 1 a 45[00388] • perform the method according to any one of items 1 to 45
[00389] em que a presença da dita sequência variante no dito ácido nucleico-alvo é indicativa da presença da dita afecção clínica.[00389] wherein the presence of said variant sequence in said target nucleic acid is indicative of the presence of said clinical condition.
[00390] 47. O método, de acordo com item 46, em que aafecção clínica é câncer.[00390] 47. The method according to item 46, wherein the clinical condition is cancer.
[00391] 48. O método, de acordo com item 46, em que amutação é uma mutação associada a câncer.[00391] 48. The method according to item 46, wherein the mutation is a mutation associated with cancer.
[00392] 49. O método, de acordo com qualquer um dositens 45 a 48, em que a amostra é uma amostra sanguínea ou uma fração da mesma, e os ácidos nucleicos-modelo são selecionados a partir do grupo que consiste em DNA livre de célula, DNA nucleossomo e DNA de tumor circulatório.[00392] 49. The method of any one of items 45 to 48, wherein the sample is a blood sample or a fraction thereof, and the template nucleic acids are selected from the group consisting of cell-free DNA, nucleosome DNA, and circulating tumor DNA.
[00393] 50. O método, de acordo com qualquer um dositens 45 a 49, em que a amostra é selecionada a partir do grupo que consiste em amostras de saliva, amostras de urina, amostras de fluido vaginal, amostra de fluido de ascite, amostras de fluido cérebro-espinhal e amostras de exsudato de tecido.[00393] 50. The method of any one of items 45 to 49, wherein the sample is selected from the group consisting of saliva samples, urine samples, vaginal fluid samples, ascites fluid samples, cerebrospinal fluid samples, and tissue exudate samples.
[00394] 51. O método, de acordo com qualquer um dos itens 45 a 50, em que a mutação é selecionada a partir do grupo que consiste em:[00394] 51. The method of any one of items 45 to 50, wherein the mutation is selected from the group consisting of:
[00395] A. uma mutação em PIK3CA, tal como qualquer uma das mutações H1047R ou E542K ou E545K;[00395] A. a mutation in PIK3CA, such as any of the H1047R or E542K or E545K mutations;
[00396] B. uma mutação em BRAF, tal como V600E;[00396] B. a mutation in BRAF, such as V600E;
[00397] C. uma mutação em KRAS, tal como qualquer umadas mutações G12D, G12V, G12C ou G13D; e[00397] C. a mutation in KRAS, such as any of the G12D, G12V, G12C, or G13D mutations; and
[00398] D. uma mutação em EGFR, tal como qualquer uma das mutações L858R ou T790M.[00398] D. a mutation in EGFR, such as either the L858R or T790M mutations.
[00399] 52. O método, de acordo com qualquer um dositens 45 a 50, em que a mutação é selecionada a partir do grupo que consiste nas mutações listadas na Tabela 3.[00399] 52. The method of any one of items 45 to 50, wherein the mutation is selected from the group consisting of the mutations listed in Table 3.
[00400] 53. Um método de previsão da presença de umaafecção clínica em um indivíduo, em que a dita afecção clínica está ligada à presença de uma sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que o dito método que compreende as etapas de[00400] 53. A method of predicting the presence of a clinical condition in an individual, wherein said clinical condition is linked to the presence of a target nucleic acid sequence, said method comprising the steps of
[00401] • fornecer uma amostra do dito indivíduo quecompreende ácidos nucleicos-modelo[00401] • providing a sample from said individual comprising model nucleic acids
[00402] • realizar o método de acordo com qualquer umdos itens 7 a 45[00402] • perform the method according to any one of items 7 to 45
[00403] em que a presença do dito ácido nucleico-alvo é indicativa da presença da dita afecção clínica.[00403] wherein the presence of said target nucleic acid is indicative of the presence of said clinical condition.
[00404] 54. O método, de acordo com item 53, em que aafecção clínica é infecção por um patógeno infeccioso.[00404] 54. The method of item 53, wherein the clinical condition is infection with an infectious pathogen.
[00405] 55. O método, de acordo com item 54, em que oácido nucleico-alvo é uma sequência de ácido nucleico do genoma do dito patógeno.[00405] 55. The method according to item 54, wherein the target nucleic acid is a nucleic acid sequence from the genome of said pathogen.
[00406] 56. Um kit de partes que compreende:[00406] 56. A kit of parts comprising:
[00407] • um conjunto de iniciadores que compreendepelo menos um par de iniciadores com capacidade especificamente para amplificação de uma sequência de ácido nucleico-alvo, em que o conjunto de iniciadores compreende pelo menos um iniciador-H e um iniciador-L, em que a temperatura de fusão de iniciador-H é pelo menos 10 °C superior à temperatura de fusão de iniciador-L, e em que o iniciador-L contém uma sequência complementar ao produto de alongamento de iniciador-H,[00407] • a primer set comprising at least one pair of primers capable specifically of amplifying a target nucleic acid sequence, wherein the primer set comprises at least one H-primer and one L-primer, wherein the melting temperature of H-primer is at least 10 °C higher than the melting temperature of L-primer, and wherein the L-primer contains a sequence complementary to the elongation product of H-primer,
[00408] • uma sonda de detecção tem capacidade parahibridizar à sequência de ácido nucleico-alvo, sendo que a dita sonda está ligada a pelo menos um fluoróforo e pelo menos um supressor[00408] • a detection probe is capable of hybridizing to the target nucleic acid sequence, said probe being linked to at least one fluorophore and at least one quencher
[00409] • uma polimerase de ácido nucleico;[00409] • a nucleic acid polymerase;
[00410] • reagentes de PCR;[00410] • PCR reagents;
[00411] • reagentes para preparar gotículas quecontém reações de PCR particionadas.[00411] • reagents for preparing droplets containing partitioned PCR reactions.
[00412] 57. O kit de partes, de acordo com item 56,em que o conjunto de iniciadores é conforme definido em qualquer um dos itens 10 a 22.[00412] 57. The kit of parts according to item 56, wherein the primer set is as defined in any one of items 10 through 22.
[00413] 58. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 57, em que o iniciador-H é conforme definido em qualquer um dos itens 10 a 22.[00413] 58. The kit of parts according to any one of items 56 to 57, wherein the H-initiator is as defined in any one of items 10 to 22.
[00414] 59. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 58, em que o iniciador-L é conforme definido em qualquer um dos itens 10 a 22.[00414] 59. The kit of parts according to any one of items 56 to 58, wherein the L-initiator is as defined in any one of items 10 to 22.
[00415] 60. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 59, em que a sonda de detecção é conforme definido em qualquer um dos itens 35 a 45.[00415] 60. The kit of parts according to any one of items 56 to 59, wherein the detection probe is as defined in any one of items 35 to 45.
[00416] 61. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 60, em que o iniciador-H é selecionado a partir do grupo que consiste no iniciador-H listada na Tabela 3.[00416] 61. The kit of parts according to any one of items 56 through 60, wherein the H-primer is selected from the group consisting of the H-primer listed in Table 3.
[00417] 62. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 61, em que o iniciador-L é selecionado a partir do grupo que consiste no iniciador-L listada na Tabela 3.[00417] 62. The kit of parts according to any one of items 56 through 61, wherein the L-primer is selected from the group consisting of the L-primer listed in Table 3.
[00418] 63. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 62, em que a sonda de detecção de variante é selecionada a partir do grupo que consiste em Sonda-MUT listada na Tabela 3.[00418] 63. The kit of parts according to any one of items 56 through 62, wherein the variant detection probe is selected from the group consisting of the MUT-Probe listed in Table 3.
[00419] 64. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 63, em que a sonda de detecção de tipo selvagem é selecionada a partir do grupo que consiste em Sonda-WT listada na Tabela 3.[00419] 64. The kit of parts according to any one of items 56 to 63, wherein the wild-type detection probe is selected from the group consisting of WT-Probe listed in Table 3.
[00420] 65. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 60, em que[00420] 65. The kit of parts according to any one of items 56 through 60, wherein
[00421] • o iniciador-H compreende uma sequênciaconsecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da SEQ ID NO:69 e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:69; OU[00421] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of SEQ ID NO:69 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of the sequence complementary to SEQ ID NO:69; OR
[00422] • o iniciador-H compreende uma sequênciaconsecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:69, e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da SEQ ID NO:69;[00422] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:69, and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of SEQ ID NO:69;
[00423] e em que um iniciador-H e um iniciador-L juntos têm capacidade para amplificar uma sequência-alvo que compreende pelo menos um dentre os nucleotídeos 3140, 1624 ou 1633 da SEQ ID NO:69.[00423] and wherein an H-primer and an L-primer together are capable of amplifying a target sequence comprising at least one of nucleotides 3140, 1624 or 1633 of SEQ ID NO:69.
[00424] 66. O kit de partes, de acordo com item 65,em que o kit de partes compreende uma sonda com capacidade para detectar:[00424] 66. The kit of parts according to item 65, wherein the kit of parts comprises a probe capable of detecting:
[00425] • uma mutação A para G de nucleotídeos 3.140da SEQ ID NO:69;[00425] • an A to G mutation at nucleotide 3,140 of SEQ ID NO:69;
[00426] • uma mutação G para A de nucleotídeos 1.624da SEQ ID NO:69; e/ou[00426] • a G to A mutation of nucleotide 1,624 of SEQ ID NO:69; and/or
[00427] • uma mutação G para A de nucleotídeos 1.633da SEQ ID NO:69.[00427] • a G to A mutation at nucleotide 1,633 of SEQ ID NO:69.
[00428] 67. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 60, em que[00428] 67. The kit of parts according to any one of items 56 through 60, wherein
[00429] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da SEQ ID NO:70 e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:70; OU[00429] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of SEQ ID NO:70 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of the sequence complementary to SEQ ID NO:70; OR
[00430] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:70, e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da SEQ ID NO:70;[00430] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:70, and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of SEQ ID NO:70;
[00431] e em que iniciador-H e iniciador-L juntos têm capacidade para amplificar uma sequência-alvo que compreende nucleotídeo 1799 da SEQ ID NO:70.[00431] and wherein primer-H and primer-L together are capable of amplifying a target sequence comprising nucleotide 1799 of SEQ ID NO:70.
[00432] 68. O kit de partes, de acordo com item 67, em que o kit de partes compreende uma sonda com capacidade para detectar uma mutação T para A de nucleotídeos 1.799 da SEQ ID NO:70.[00432] 68. The kit of parts according to item 67, wherein the kit of parts comprises a probe capable of detecting a T to A mutation of nucleotides 1,799 of SEQ ID NO:70.
[00433] 69. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 60, em que[00433] 69. The kit of parts according to any one of items 56 through 60, wherein
[00434] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da SEQ ID NO:71 e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:71; OU[00434] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of SEQ ID NO:71 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of the sequence complementary to SEQ ID NO:71; OR
[00435] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:71, e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da SEQ ID NO:71;[00435] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:71, and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of SEQ ID NO:71;
[00436] e em que um iniciador-H e um iniciador-L juntos têm capacidade para amplificar uma sequência-alvo que compreende pelo menos um dentre os nucleotídeos 2573 ou 2369 da SEQ ID NO:71.[00436] and wherein an H-primer and an L-primer together are capable of amplifying a target sequence comprising at least one of nucleotides 2573 or 2369 of SEQ ID NO:71.
[00437] 70. O kit de partes, de acordo com item 69, em que o kit de partes compreende uma sonda com capacidade para detectar:[00437] 70. The kit of parts according to item 69, wherein the kit of parts comprises a probe capable of detecting:
[00438] • uma mutação T para G de nucleotídeos 2.573 da SEQ ID NO:71; e/ou[00438] • a T to G mutation of nucleotide 2,573 of SEQ ID NO:71; and/or
[00439] • uma mutação C para T de nucleotídeos 2.369 da SEQ ID NO:71.[00439] • a C to T mutation at nucleotide 2,369 of SEQ ID NO:71.
[00440] 71. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 56 a 60, em que[00440] 71. The kit of parts according to any one of items 56 through 60, wherein
[00441] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da SEQ ID NO:72 e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:72; OU[00441] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of SEQ ID NO:72 and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of the sequence complementary to SEQ ID NO:72; OR
[00442] • o iniciador-H compreende uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos da sequência complementar a SEQ ID NO:72, e iniciador-L compreende uma sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos da SEQ ID NO:72;[00442] • primer-H comprises a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides of the complementary sequence to SEQ ID NO:72, and primer-L comprises a consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides of SEQ ID NO:72;
[00443] e em que um iniciador-H e um iniciador-L juntos têm capacidade para amplificar uma sequência-alvo que compreende pelo menos um nucleotídeo 34, 35 ou 38 da SEQ ID NO:72.[00443] and wherein an H-primer and an L-primer together are capable of amplifying a target sequence comprising at least one nucleotide 34, 35 or 38 of SEQ ID NO:72.
[00444] 72. O kit de partes, de acordo com item 71,em que o kit de partes compreende uma sonda com capacidade para detectar:[00444] 72. The kit of parts according to item 71, wherein the kit of parts comprises a probe capable of detecting:
[00445] • uma mutação G para A de nucleotídeo 38 daSEQ ID NO:72.[00445] • a G to A mutation of nucleotide 38 of SEQ ID NO:72.
[00446] • uma mutação G para T de nucleotídeo 34 daSEQ ID NO:72.[00446] • a G to T mutation of nucleotide 34 of SEQ ID NO:72.
[00447] • uma mutação G para C de nucleotídeo 34 daSEQ ID NO:72.[00447] • a G to C mutation of nucleotide 34 of SEQ ID NO:72.
[00448] • uma mutação G para A de nucleotídeo 34 daSEQ ID NO:72.[00448] • a G to A mutation of nucleotide 34 of SEQ ID NO:72.
[00449] • uma mutação G para T de nucleotídeo 35 daSEQ ID NO:72.[00449] • a G to T mutation of nucleotide 35 of SEQ ID NO:72.
[00450] • uma mutação G para C de nucleotídeos 35 daSEQ ID NO:72; e/ou[00450] • a G to C mutation of nucleotide 35 of SEQ ID NO:72; and/or
[00451] • uma mutação G para A de nucleotídeo 35 daSEQ ID NO:72.[00451] • a G to A mutation of nucleotide 35 of SEQ ID NO:72.
[00452] 73. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 65 a 73, em que o iniciador-H consiste na dita sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos, em que até 20, tal como até 15, por exemplo, até 10 nucleotídeos podem ter sido substituídos com um análogo de nucleotídeo, por exemplo, LNA.[00452] 73. The kit of parts according to any one of items 65 to 73, wherein the H-primer consists of said consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides, wherein up to 20, such as up to 15, for example, up to 10 nucleotides may have been replaced with a nucleotide analogue, for example, LNA.
[00453] 74. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 65 a 73, em que Iniciador-H consiste em uma sequência consecutiva na faixa de 50 a 100 nucleotídeos, por exemplo, na faixa de 50 a 75 nucleotídeos da dita SEQ ID NO.[00453] 74. The kit of parts according to any one of items 65 to 73, wherein Primer-H consists of a consecutive sequence in the range of 50 to 100 nucleotides, for example in the range of 50 to 75 nucleotides of said SEQ ID NO.
[00454] 75. O kit de partes, de acordo com qualquer um dos itens 65 a 74, em que o iniciador-L consiste na dita sequência consecutiva na faixa de 10 a 20 nucleotídeos e até 10 nucleotídeos adicionais.[00454] 75. The kit of parts according to any one of items 65 to 74, wherein the L-primer consists of said consecutive sequence in the range of 10 to 20 nucleotides and up to 10 additional nucleotides.
[00455] 76. O método, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 55, em que o método é realizado com o uso do kit de partes de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 75.[00455] 76. The method of any one of items 1 to 55, wherein the method is carried out using the kit of parts of any one of claims 55 to 75.
[00456] A invenção é adicionalmente ilustrada pelos seguintes Exemplos, que contudo, não devem ser interpretados como limitantes para a invenção.[00456] The invention is further illustrated by the following Examples, which, however, should not be construed as limiting the invention.
[00457] O método IBSAFE é um método inovador para diminuir confiavelmente a consequência de qualquer polimerase potencial de erros de DNA de modo que as reações positivas verdadeiras tenham uma vantagem de sinal consistente em relação ás reações positivas falsas.[00457] The IBSAFE method is an innovative method to reliably decrease the consequence of any potential DNA polymerase errors so that true positive reactions have a consistent signal advantage over false positive reactions.
[00458] O presente exemplo descreve o método IBSAFE dentro de uma configuração de PCR digital de gotícula com o uso de pares de iniciadores específicos de alvo e sondas fluorescentes que discriminam entre sequências variantes (por exemplo, mutante) e do tipo selvagem (alelos). Os princípios de método podem, contudo, ser aplicados a muitos sistemas com base em polimerase diferentes.[00458] The present example describes the IBSAFE method within a droplet digital PCR setup using target-specific primer pairs and fluorescent probes that discriminate between variant (e.g., mutant) and wild-type (allele) sequences. The method principles can, however, be applied to many different polymerase-based systems.
[00459] O exemplo descreve métodos para detecção de uma mutação de nucleotídeo única em uma amostra que pode conter tanto DAN do tipo selvagem quanto mutante.[00459] The example describes methods for detecting a single nucleotide mutation in a sample that may contain both wild-type and mutant DAN.
[00460] Para ensaios piloto, os iniciadores de Tm alta (iniciador-H) foram projetados com um comprimento de ~60 bp e testados para operar relativamente de modo eficiente nas temperaturas de anelamento a ~72 °C ou superior. As sondas foram projetadas para sobrepor a base variante com um comprimento de ~13 a 16 bp, com um balanço entre o posicionamento da base variante centralmente ao mesmo tempo que se tenta maximizar a Tm. Os iniciadores de Tm baixa (iniciador-L) são projetados para serem tão curtas quanto possível com a menor Tm possível (tipicamente < 48 °C) ao mesmo tempo em que se alcança especificidade de sequência adequada e, portanto, sinal fluorescente de qualidade suficiente independentemente do fluoróforo. Para sondas suprimidas identificadas de modo fluorescente, tipicamente FAM foi usada para o alelo mutante e HEX para tipo selvagem; mas qualquer fluoróforo pode ser usado. Os comprimentos e Tm’s das sondas podem ser similares aqueles do iniciador-L ou alguns graus acima. O número de ciclos de AIPR usados pode variar, mas pode tipicamente ser 64, e o número de ciclos de PCR simétrica pode variar, mas pode tipicamente ser 27. Visto que há muitos ciclos térmicos e polimerase perde atividade com base na quantidade de tempo total em temperaturas altas, nesse exemplo cada etapa de desnaturalização foi escolhida para ser executado por 10 segundos (consultar a Tabela 1 para programa de ciclagem térmica típica).[00460] For pilot assays, high Tm primers (H-primer) were designed with a length of ~60 bp and tested to operate relatively efficiently at annealing temperatures of ~72 °C or higher. Probes were designed to overlap the variant base with a length of ~13 to 16 bp, with a balance between positioning the variant base centrally while attempting to maximize Tm. Low Tm primers (L-primer) are designed to be as short as possible with the lowest possible Tm (typically < 48 °C) while achieving adequate sequence specificity and therefore sufficient fluorescent signal quality regardless of fluorophore. For fluorescently labeled quenched probes, typically FAM was used for the mutant allele and HEX for wild-type; but any fluorophore may be used. Probe lengths and Tm's may be similar to that of the L-primer or a few degrees higher. The number of AIPR cycles used can vary, but can typically be 64, and the number of symmetric PCR cycles can vary, but can typically be 27. Since there are many thermal cycles and polymerase loses activity based on the total amount of time at high temperatures, in this example each denaturalization step was chosen to run for 10 seconds (see Table 1 for typical thermal cycling schedule).
[00461] Um exemplo de um projeto de ensaio útil é mostrado na Figura 2. A Figura 2 mostra o iniciador-H e o Iniciador-L, assim como Sonda de detecção mutante (MUT Sonda) e a sonda de detecção de tipo selvagem (WT Sonda) para detecção de duas mutações no oncogene PIK3CA, a saber, H1047R e E542K.[00461] An example of a useful assay design is shown in Figure 2. Figure 2 shows Primer-H and Primer-L, as well as Mutant Detection Probe (MUT Probe) and Wild-Type Detection Probe (WT Probe) for detection of two mutations in the PIK3CA oncogene, namely H1047R and E542K.
[00462] Resultados típicos para IBSAFE em comparação com um ensaio de técnica anterior é mostrado na Figura 3. Mais especificamente, a Figura 3 mostra o resultado de um ensaio IBSAFE realizado como uma PCR digital de gotícula com o uso de condições de ciclagem delineadas na Tabela 1, e os iniciadores e sondas mostrados na Figura 2, em comparação com os ensaios comerciais de Bio-Rad Laboratories (PrimePCRTM Mutation Assay PIK3CA p.H1047R, Human, catálogo # 100 a 31.246, e PrimePCRTM Mutation Assay PIK3CA WT for p.H1047R, Human, catálogo # 100 a 31.249) executados de acordo com o protocolo padrão do fabricante (doravante denominado “Ensaio comercial”).[00462] Typical results for IBSAFE compared to a prior art assay are shown in Figure 3. More specifically, Figure 3 shows the result of an IBSAFE assay performed as a droplet digital PCR using the cycling conditions outlined in Table 1, and the primers and probes shown in Figure 2, compared to commercial assays from Bio-Rad Laboratories (PrimePCRTM Mutation Assay PIK3CA p.H1047R, Human, catalog # 100 through 31,246, and PrimePCRTM Mutation Assay PIK3CA WT for p.H1047R, Human, catalog # 100 through 31,249) run according to the manufacturer's standard protocol (hereinafter referred to as the “Commercial Assay”).
[00463] Tanto para ensaios comerciais quanto IBSAFE, a PCR de gotícula digital foi realizada com o uso de instrumentação de Bio-Rad Laboratories o que inclui o QX100 Droplet Generator (catálogo # 186 a 3.002) e QX100 Droplet Reader (catálogo # 186 a 3.001) e software QuantaSoft (catálogo # 186 a 3.003). Para os ensaios comerciais de Bio-Rad Laboratories, o protocolo de fabricante foi seguido. Ensaios IBSAFE foram realizados de acordo com os métodos no presente documento.[00463] For both commercial and IBSAFE assays, digital droplet PCR was performed using Bio-Rad Laboratories instrumentation including the QX100 Droplet Generator (catalog # 186-3002) and QX100 Droplet Reader (catalog # 186-3001) and QuantaSoft software (catalog # 186-3003). For Bio-Rad Laboratories commercial assays, the manufacturer's protocol was followed. IBSAFE assays were performed according to the methods herein.
[00464] A Figura 6 mostra a frequência de alelo mutante medida versus a frequência de alelo mutante esperada. Os experimentos foram realizados essencialmente conforme descrito no presente documento acima em relação à Figura 3 exceto pelo fato de que os métodos foram realizados com o uso de um modelo que compreende uma mistura de tipo selvagem e DNA mutante em diferentes razões conforme indicado na figura. Enquanto nenhuma sequência mutante de falso positivo foi detectada nos controles negativos com o uso do método IBSAFE, o controle negativo para o ensaio comercial mostrou a mesma quantidade de mutante (falso positivo) como uma amostra com uma frequência de alelo esperada de 0,01%. Portanto, quando com o uso do método IBSAFEm a frequência de alelo mutante esperada é obtida em toda a concentração testada de modelo mutante, enquanto os resultados de ensaio comercial na mesma frequência de alelos mutantes medida para amostras que não compreendem DNA mutante, 0,001% e 0,01% de DNA mutante. Portanto, o método IBSAFE detecta a % esperada de alelos mutantes até mesmo em uma amostra que compreende apenas 0,001% de DNA mutante (consultar figura 6 painel inferior).TABELA 1 CONDIÇÕES DE CICLAGEM TÉRMICA DE IBSAFE TÍPICAS[00464] Figure 6 shows the measured mutant allele frequency versus the expected mutant allele frequency. The experiments were performed essentially as described herein above with respect to Figure 3 except that the methods were performed using a template comprising a mixture of wild type and mutant DNA in different ratios as indicated in the figure. While no false positive mutant sequences were detected in the negative controls using the IBSAFE method, the negative control for the commercial assay showed the same amount of mutant (false positive) as a sample with an expected allele frequency of 0.01%. Therefore, when using the IBSAFE method the expected mutant allele frequency is obtained across the tested concentration of mutant template, while the commercial assay results in the same measured mutant allele frequency for samples comprising no mutant DNA, 0.001% and 0.01% mutant DNA. Therefore, the IBSAFE method detects the expected % of mutant alleles even in a sample comprising only 0.001% mutant DNA (see Figure 6 bottom panel). TABLE 1 TYPICAL IBSAFE THERMAL CYCLING CONDITIONS
[00465] A Figura 4 mostra dois iniciadores-H diferentes, um Iniciador-L, assim como Sonda de detecção mutante (MUT Sonda) e sonda de detecção de tipo selvagem (WT Sonda) para detecção de uma mutação no oncogene PIK3CA, a saber, H1047R.[00465] Figure 4 shows two different H-Primers, an L-Primer, as well as Mutant Detection Probe (MUT Probe) and Wild-Type Detection Probe (WT Probe) for detecting a mutation in the PIK3CA oncogene, namely H1047R.
[00466] O resultado de usar os iniciadores e sondas mostrados na Figura 4 em métodos de reação diferentes é mostrado na Figura 5. Mais especificamente, em reações particionadas que incluem iniciador-H beta 1 ou beta 2 junto com Iniciador-L e sondas específicas de mutação e de específicas de tipo selvagem conforme mostrado na Figura 4 foram executadas com modelo de DNA positivo de mutação (não mostrado; todos os ensaios detectaram a mutação) e o modelo do tipo selvagem sem AIPR (A), com AIPR a uma temperatura inferior (67 °C) (B), e com AIPR a uma temperatura superior (74 °) (C). Redução significativa de sinais de falso positivo é alcançada em C.[00466] The result of using the primers and probes shown in Figure 4 in different reaction methods is shown in Figure 5. More specifically, partitioned reactions including Primer-H beta 1 or beta 2 along with Primer-L and mutation-specific and wild-type-specific probes as shown in Figure 4 were run with mutation-positive DNA template (not shown; all assays detected the mutation) and wild-type template without AIPR (A), with AIPR at a lower temperature (67°C) (B), and with AIPR at a higher temperature (74°C) (C). Significant reduction of false positive signals is achieved in C.
[00467] A IBSAFE e PCR de gotícula digital foram realizadas conforme descrito no presente documento acima com o uso das condições de termociclagem delineadas na Figura 5.[00467] IBSAFE and digital droplet PCR were performed as described herein above using the thermocycling conditions outlined in Figure 5.
[00468] Similar às reações de IBSAFE foram realizadas com o uso de uma faixa de diferente iniciadores. A Figura 5D mostra um sinal específico mutante e nenhum sinal de falso positivo em um ensaio para detecção da mutação PIK3CA E542K. Os seguintes iniciadores e sondas foram usados:*Bases LNA indicadas pelo símbolo "+" antes do nucleotídeo[00468] Similar IBSAFE reactions were performed using a range of different primers. Figure 5D shows a mutant specific signal and no false positive signals in an assay for detection of the PIK3CA E542K mutation. The following primers and probes were used: *LNA bases indicated by the "+" symbol before the nucleotide
[00469] A Figura 5E mostra um sinal específico mutante e nenhum sinal de falso positivo em um ensaio para detecção da mutação PIK3CA E545K. Os seguintes iniciadores e sondas foram usados: *Bases LNA indicadas pelo símbolo "+" antes do nucleotídeo[00469] Figure 5E shows a mutant-specific signal and no false positive signals in an assay for detection of the PIK3CA E545K mutation. The following primers and probes were used: *LNA bases indicated by the "+" symbol before the nucleotide
[00470] O iniciador-H usado para as Figuras 5D e 5E compreendiam diversas bases LNA que resultaram em uma alta temperatura de fusão que fornece uma diferença de Tm alta entre o iniciador-H e o iniciador-L, de modo que o estágio de AIPR foi assimétrico puro (uma direção) copiando o modelo de fita simples. Conforme é mostrado nenhum falso positivo foi detectado.[00470] The H-primer used for Figures 5D and 5E comprised several LNA bases which resulted in a high melting temperature providing a high Tm difference between the H-primer and the L-primer, such that the AIPR stage was pure asymmetric (one direction) copying of the single-stranded template. As shown no false positives were detected.
[00471] A Figura 5F mostra um sinal específico mutante e nenhum sinal de falso positivo em um ensaio para detecção da mutação NRAS Q61R. Os seguintes iniciadores e sondas foram usados: [00471] Figure 5F shows a mutant-specific signal and no false positive signals in an assay for detection of the NRAS Q61R mutation. The following primers and probes were used:
[00472] Cálculos teóricos assumindo 100% de eficiência para os números de cópias de alelo mutante por ciclo de IBSAFE AIPR e PCR assimétrica versus PCR padrão são mostrados na Tabela 2. Conforme visto, em um ponto típico para a detecção de sinal com o uso do método IBSAFE depois do ciclo 27, o pior cenário da introdução de um variante de falso positivo no ciclo 1 leva à geração de ácidos nucleicos falsos em uma abundância de aproximadamente 2% em comparação com a reação de verdadeiro positivo. Em contrapartida, em um ensaio de PCR padrão, os ácidos nucleicos de falsos positivos podem estar presentes em aproximadamente 25% da abundânciados verdadeiros positivos essencialmente qualquer ciclo (tipicamente, a detecção é realizada em 40 ciclos), contribuindo para um sinal de falso positivo significativo.TABELA 2 CÁLCULOS TEÓRICOS PARA CÓPIAS DE ALELO MUTANTE [00472] Theoretical calculations assuming 100% efficiency for mutant allele copy numbers per cycle of IBSAFE AIPR and asymmetric PCR versus standard PCR are shown in Table 2. As seen, at a typical point in time for signal detection using the IBSAFE method after cycle 27, the worst-case scenario of introducing a false positive variant in cycle 1 leads to the generation of false nucleic acids at an abundance of approximately 2% compared to the true positive reaction. In contrast, in a standard PCR assay, false positive nucleic acids can be present at approximately 25% of the abundance of true positives in essentially any given cycle (typically, detection is achieved at 40 cycles), contributing to a significant false positive signal. TABLE 2 THEORETICAL CALCULATIONS FOR MUTANT ALLELE COPIES
[00473] A pessoa versada terá capacidade para projetar iniciadores e sondas úteis para detecção de outras mutações de acordo com o método IBSAFE descrito no presente documento. A Tabela 3 resume exemplos não limitantes de iniciador-H, iniciador-L e sondas de detecção úteis para detecção de inúmeras diferentes mutações.[00473] The skilled person will be able to design primers and probes useful for detecting other mutations according to the IBSAFE method described herein. Table 3 summarizes non-limiting examples of H-primer, L-primer, and detection probes useful for detecting numerous different mutations.
[00474] Cada uma das mutações delineadas na Tabela 3 pode ser detectada realizando-se IBSAFE conforme descrito no presente documento, em que a reação de IBSAFE contém o iniciador-H, o iniciador-L a Sonda-WT e a Sonda-MUT indicados para a mutação particular na Tabela 3. O método IBSAFE pode ser realizado essencialmente conforme descrito nesse exemplo, por exemplo, com o uso das condições de ciclagem térmica delineadas na Tabela 1. As temperaturas de anelamento alta e baixa podem ser definidas de acordo com a Tm indicada na Tabela 3.TABELA 3 [00474] Each of the mutations outlined in Table 3 can be detected by performing IBSAFE as described herein, wherein the IBSAFE reaction contains the H-primer, L-primer, WT-Probe, and MUT-Probe indicated for the particular mutation in Table 3. The IBSAFE method can be performed essentially as described in this example, for example, using the thermal cycling conditions outlined in Table 1. The high and low annealing temperatures can be set according to the Tm indicated in Table 3. TABLE 3
[00475] Métodos IBSAFE foram realizadosessencialmente conforme descrito no Exemplo 1 exceto pelo fato de que uma etapa extra de PCR de temperatura baixa foi também usada. Nesse exemplo de um método IBSAFE uma sequência desalinha é usada para o iniciador-L. Isso resulta em um vão adicional na diferença de temperatura de fusão eficaz entre Iniciador-H e Iniciador-L durante o estágio de AIPR[00475] IBSAFE methods were performed essentially as described in Example 1 except that an extra low temperature PCR step was also used. In this example of an IBSAFE method a misaligned sequence is used for the L-primer. This results in an additional gap in the effective melting temperature difference between Primer-H and Primer-L during the AIPR stage.
[00476] O projeto de ensaio usado nesse exemplo é mostrado na Figura 7A e inclui um iniciador-H, uma sonda de detecção de tipo selvagem (sonda WT) e uma sonda de detecção de variante (sonda MUT). Além disso, o ensaio inclui uso de um iniciador-L que compreende 4 nucleotídeos desalinhados. O método usado nesse exemplo compreende uma etapa de AIPR, uma etapa de PCR de temperatura baixa seguida por uma PCR exponencial. O programa termociclador exato usado é mostrado na Figura 7B.[00476] The assay design used in this example is shown in Figure 7A and includes an H-primer, a wild-type detection probe (WT probe), and a variant detection probe (MUT probe). Additionally, the assay includes use of an L-primer comprising 4 misaligned nucleotides. The method used in this example comprises an AIPR step, a low-temperature PCR step followed by an exponential PCR. The exact thermal cycler program used is shown in Figure 7B.
[00477] Esse exemplo é um ensaio de IBSAFE para a mutação KRAS G13D. Uma sequência de desalinhamento de base- 4 é incluída na extremidade 5’ do Iniciador-L e a sequência de iniciador complementar ao alvo é curta. Desse modo, o Iniciador-L tem uma temperatura de fusão muito baixa e não irá anelar na temperatura de anelamento alta durante o estágio de AIPR (73 °C nesse exemplo). No estágio simétrico, a temperatura de anelamento usada é muito baixa (30 °C nesse exemplo). Depois de alguns ciclos (nesse exemplo, 5 ciclos), a sequência complementar ao comprimento completo do Iniciador-L é incorporada ao produto sintetizado e à PCR simétrica pode ser continuada em uma temperatura de anelamento superior (53 °C nesse exemplo), em que agora o comprimento completo do Iniciador-L é uma combinação perfeita.[00477] This example is an IBSAFE assay for the KRAS G13D mutation. A 4-base mismatch sequence is included at the 5’ end of Primer-L and the primer sequence complementary to the target is short. Therefore, Primer-L has a very low melting temperature and will not anneal at the high annealing temperature during the AIPR stage (73°C in this example). In the symmetric stage, the annealing temperature used is very low (30°C in this example). After a few cycles (in this example, 5 cycles), the sequence complementary to the full length Primer-L is incorporated into the synthesized product and the symmetric PCR can be continued at a higher annealing temperature (53°C in this example) where the full length Primer-L is now a perfect match.
[00478] O resultado é mostrado na Figura 7B que mostra um sinal específico mutante e nenhum falso positivo.[00478] The result is shown in Figure 7B which shows a mutant specific signal and no false positives.
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