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Abstrait

Identification basée sur le clustering d'ensembles de séquences de gènes d'immunoglobulines clonalement apparentés

Zhiliang Chen, Andrew M Collins, Yan Wang, Bruno A Gaeta

Contexte : L'expansion clonale des lymphocytes B associée à une mutation somatique et à une sélection d'antigènes permet au système immunitaire humoral des mammifères de générer des immunoglobulines (IG) ou des anticorps hautement spécifiques contre les bactéries, les virus et les toxines envahissantes. La disponibilité de méthodes de séquençage d'ADN à haut débit offre de nouvelles perspectives pour étudier cette expansion clonale et identifier les facteurs guidant la génération d'anticorps. L'identification de groupes de séquences de gènes d'immunoglobulines réarrangées issues du même réarrangement (ensembles clonalement apparentés) dans de très grands ensembles de séquences est facilitée par la disponibilité de logiciels d'alignement et de partitionnement de séquences de gènes d'immunoglobulines qui peuvent prédire avec précision les gènes germinaux constitutifs, mais qui nécessitent une inspection visuelle et une analyse minutieuses des séquences.

Résultats : Nous avons développé et mis en œuvre un algorithme permettant d'identifier des ensembles de séquences clonalement apparentées dans de grands ensembles de séquences de régions variables de gènes de chaîne lourde d'immunoglobuline humaine. Le programme traite les séquences qui ont été partitionnées à l'aide d'iHMMune-align et utilise des comparaisons par paires de séquences CDR3 et la similarité dans les attributions de gènes germinaux IGHV et IGHJ pour construire une matrice de distance. Le clustering hiérarchique agglomératif est ensuite utilisé pour identifier les groupes probables de séquences clonalement apparentées. Le programme est disponible en téléchargement à l'adresse http://www.cse.unsw.edu.au/~ihmmune/ClonalRelate/ClonalRelate.zip.

Conclusions : La méthode a été évaluée sur plusieurs ensembles de données de référence et a fourni une identification plus précise et considérablement plus rapide des séquences de gènes d'immunoglobuline clonalement apparentées que l'inspection visuelle par des experts du domaine.