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Sample tracking using plasmid barcodes Cristian Pérez García Bioinformatician

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Page 1: Presentacion jbi

Sample tracking using plasmid barcodes

Cristian Pérez GarcíaBioinformatician

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We regularly do clinical diagnosis

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ENAC Acreditation

Asked for:

- The ENAC acreditation of NextGeneDX (amplicon) analysis.

- The ENAC acreditation of clinical exome analysis

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But we had an Issue: sample traceability

• We until that moment did not traced back our samples from theVCF file to the DNA used for NGS.

• ENAC wisely asked to have biological sample tracking enabledin our lab (LIMS is not enough).

Resulting Genotype

Blood stock

DNA dilution

SequencingWet lab

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But we had an issue: sample traceability

• We until that moment did not traced back our samples from theVCF file to the DNA used for NGS.

• ENAC wisely asked to have biological sample tracking enabledin our lab (LIMS is not enough).

Resulting Genotype

Blood stock

DNA dilution

SequencingWet lab

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Reasons to have a sample tracking system

Consequent  to  sample  mix-­ups  in  a  research  setting,  erroneous  data  and  sample  matching  may  result  in:

• Case-­control: a  loss  of  power  for  identification  of  causal  variants.  

• Clinical-­context:  This  may  lead  to  delayed  or  inaccurate  reporting  of  results  to  patients.  

Whilst  good  practice  in  the  handling  of  samples  and  increased  laboratory  automation  minimizes  potential  for  error,  additional  checkpoints  are  still  required  to  support  quality  control.

A  method  for  post  hoc  confirmation  of  sample  identity  is  therefore  highly  desirable.

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Which options do we have?

• SNPs  in  Introns• Sequenom:  ±24  SNPs  in  “pangenomic regions”.

• SNPs  in  Exons  Capture• KASP:  exonic SNPs in regions used

in capture methods

• Ampliseq

• STRs  or  indels

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Are  any  of  these  suitable  for  us?

Which options do we have?

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Choose  SNPs  in  the  region  of  the  capture  probes.  

• SNPs  in  Introns• Sequenom:  ±52  SNPs,  some  in  introns.

• SNPs  in  Exons  Capture• KASP:  exonic SNPs in regions

used in capture methods

• Ampliseq

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Choose  SNPs  in  the  region  of  the  capture  probes.  

• SNPs  in  Introns• Sequenom:  ±52  SNPs,  some  in  introns

• SNPs  in  Exons  Capture• KASP:  exonic SNPs in regions

used in capture methods

• Ampliseq

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STRs or Indels

We don’t have a Sequenom, why don’t use STRs (SingleTandem Repeats) or indels and check with fragment lengthanalysis?

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STRs or Indels

We don’t have a Sequenom, why don’t use STRs (SingleTandem Repeats) or indels and check with fragment lengthanalysis?

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-­ Expensive

Disadvantages

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-­ Expensive

-­ Time  Consuming

Disadvantages

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-­ Expensive

-­ Time  Consuming

-­ Extra  steps  for  our  pipeline  (genotyping)

Disadvantages

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• These  are  for  tracking  sample  identity  across  multiple  experiments.  

Disadvantages

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• These  are  for  tracking  Sample  identity  across  multiple  experiments.  

• This  methods  are  not  suitable  for  ampliconsequencing,  without  needing  to  do  another  genotyping  step.  

Disadvantages

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Two  weeks  of  thinkingand  lots  of  coffee

breaks  brain  storming

But,  is  there  a  cheaper  way  to  do  this…?

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• Why  not  adding  a  sequence  that  is  captured  by  the  TSO?

• Nice  idea,  but....

• Should  we  need  to  use  other  approach  with  amplicons?

But,  is  there  a  cheaper  way  to  do  this…?

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Let’s  think  again....

We  have  two  workflows:

• Exoma capture

• Amplicons (Nextera after  PCR)

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Sample Tracking with Plasmids

• We can build a plasmid whoseinsert is a region of a genewith a probe in TruSight Oneand add some barcodes in themiddle of the sequence.

• PCR primers in both ends ofthe sequence.

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Sample Tracking with Plasmids

• We can build a plasmid whoseinsert is a region of a genewith a probe in TruSight Oneand add some barcodes in themiddle of the sequence.

• PCR primers in both ends ofthe sequence.

This method should work for both workflows!

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Selecting  the  region  of  interest

Find  a  captured  region  in  TSO  of  not  clinical  interest  with  good  capture

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• Which  one  to  use?

• We  are  not  reporting  3’-­UTR miRNAtarget  sites still  has  unclear  diagnostic  significance  except  for  very  specific  cases.

Selecting  the  region  of  interest

TMEM-­135  3’UTR   (800x)

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Building the plasmid

• All tubes of NextGenDX ampliconswould have a sequence with NGSadapters so all tubes would reportthis barcode

• The  barcode  would  be  also  captured  and  sequenced  by  TSO

STID:0204

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Building the plasmid

CP-­N701

acgtaccgtagaactagcgactgcCATTGGTGCCAGCTCTATAATTTCTTCTTCTTGTGGAATTAACAAAGAAAGGAGTGTCAAGGACTGAGATGACCCTCAGATTGGGGGGCTGTCTTAGATTCTAGGGCTTTGTAGTACTATGTTTCTGTTTAAAGTAGTGGCCTCAGGTGACTTTGTAATAGCCCTGTAGTTGCAAAAAGGTCGCCTTAGTAACTACAAAGAAATGAAACTGACTCTAGTGTGTGTGACTTCTGGAAACAGAAGTGGGGCAGTAAGTTGGCCATGATATAGCTAGTGTCATAGGACTACAGCAGAGTAGTGAGTGAATGGCCTTAAGCTTACAGCTGTGGTGAATAAGAATGTGTGCTATTTTACACACAGAAGAATggatcttcgattccatctgactgt

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Testing concentrations

Exome Amplicon

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Mapping and testing

[cpg@dream3  plasmidos]$  python3.4  checkPlasmids.py -­-­folder  151209_NS500802_0062_AH5KF3AFXX-­NxSqEx74/23732Mapping...#  Searching  for  reads  aligned  with  the  plasmids  referencesCP-­N701  0CP-­N702  1CP-­N703  179CP-­N704  115CP-­N705  0CP-­N706  0CP-­N707  0CP-­N710  0

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Results

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Amplicon test

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Exome test

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Expected results

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No plasmid added into sample

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Sample Swap

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Conclusions

• We have build a new, cheap and relatively simple technique for sample tracking.

• This technique does not require extra lab steps so that the protocol won’t take any longer.

• The sample tracking information is in the output data, so when evaluating the results, we can evaluate if sample swap has occurred.

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Instituto de Medicina Genómica SLAgustín Escardino 9, Parc Científic de la Universitat de València46980 Paterna (Valencia, España)+34 963 212 340

Imegen.es

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