Lepsza diagnostyka chorób genetycznych

Szczegóły wdrożenia w polskich warunkach skomplikowanej metody badawczej zwanej „Techniką porównawczej hybrydyzacji genomowej do mikromacierzy” omawia dr hab. Paweł Stankiewicz, kierownik projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Najnowocześniejsze technologie Polacy rozwijali we współpracy m.in. z Baylor College of Medicine w Houston w Teksasie (USA).

TAJEMNICE CHORÓB GENOMOWYCH

Badacze rozwijali technologię, która umożliwia coraz dokładniejszą analizę genomu człowieka, czyli tego wszystkiego, co znajduje się w jądrze komórkowym i co decyduje o tym, jacy jesteśmy. Taką technologią, bardzo nowoczesną, jest obecnie sekwencjonowanie nowej generacji. Kiedy rozpoczynano grant, była to porównawcza hybrydyzacja genomowa do mikromacierzy (array comparative genomic hybridization, aCGH). Umożliwia ona znajdowanie w genomie pacjentów nieprawidłowości, które mogą być odpowiedzialne za cechy kliniczne, które się u nich stwierdza. Dzięki tej technologii można stwierdzić obecność submikroskopowych zmian w DNA czyli takich, których nie widać pod mikroskopem.

„Wiele chorób powstaje w wyniku submikroskopowych rearanżacji genomowych. Skutkują one patologią, którą określono mianem chorób genomowych. Rearanżacje genomowe występują w co najmniej 1 przypadku na 1000 urodzeń, ale przez wiele lat pozostawały one poza zakresem rozdzielczości tradycyjnych metod diagnostycznych. Dopiero zastosowanie techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH), a przede wszystkim w ostatnich kilku latach techniki aCGH umożliwiło zidentyfikowanie tych nieprawidłowości” - tłumaczy dr hab. Stankiewicz.

Wyniki badań wykonanych w ramach projektu badawczego wykazały, że technika aCGH powinna być wdrożona do badań diagnostycznych w Polsce. Do tej pory badano kariotyp, czyli ustalano czy struktura chromosomów i ich liczba u danego pacjenta jest prawidłowa, czy nie. Poszukiwano takich nieprawidłowości chromosomowych, które można było zobaczyć pod mikroskopem. Natomiast nowa technologia umożliwia znajdowanie zmian bardzo małych, które mogą odpowiadać za różne nieprawidłowe cechy – na przykład niepełnosprawność intelektualną, autyzm, padaczkę, cechy dysmorfii (nieprawidłowości w obrębie twarzy), a także wady wrodzone, na przykład wady serca.

Jeżeli dziecko nie rozwija się prawidłowo - zarówno intelektualnie, jak i ruchowo - a ponadto ma zespół wad, to wykonanie u niego badania z zastosowaniem nowej technologii pozwala wykryć zmiany, które nie mogły by być wykryte poprzez ocenę jego kariotypu metodą standardową.

DOBRA DIAGNOZA TO CENNA WIEDZA DLA RODZINY PACJENTA

"Praktycznym osiągnięciem projektu jest doskonalsza diagnostyka kliniczna chorób uwarunkowanych aberracjami, czyli nieprawidłowościami chromosomowymi" – mówi dr hab. Stankiewicz. Z praktycznych efektów realizacji grantu skorzystają przede wszystkim rodziny ryzyka genetycznego. "Lekarze poradni genetycznych będą mogli - w oparciu o wiedzę uzyskaną dzięki naszym badaniom - udzielić im właściwej porady genetycznej (określić ryzyko ponownego wystąpienia choroby w rodzinie), a w niektórych przypadkach podjąć decyzję o postępowaniu terapeutycznym” - dodał Stankiewicz.

Metoda rozwijana w projekcie pozwala, częściej niż umożliwiały to metody tradycyjne, wskazać, co jest odpowiedzialne za nieprawidłowe cechy występujące u dziecka. Cechy te mogły bowiem powstać przypadkowo podczas rozwoju płodowego, albo zostać odziedziczone.

Aby rozwiać wątpliwości, należy sprawdzić chromosomy rodziców. Jeśli są one prawidłowe, to można założyć, że zmiana była przypadkowa i ryzyko powtórzenia się tych nieprawidłowości u następnego dziecka jest małe. Jeśli jednak u jednego z rodziców obecna jest nieprawidłowość chromosomowa, która ma charakter zrównoważony czyli taka, w której nie ma ubytku ani nadmiaru materiału genetycznego, a jedynie zmieniony jest układ fragmentów chromosomów, to sytuacja jest diametralnie inna. Istnieje wówczas w tej rodzinie zwiększone ryzyko posiadania potomstwa z kariotypem niezrównoważonym (brakuje w nim lub też jest obecny dodatkowy fragment chromosomu).

W ten sposób identyfikowana jest tzw. rodzina ryzyka genetycznego. Wprawdzie mikromacierze wykrywają tylko niezrównoważenie genomu (nie rozpoznają zrównoważonych nieprawidłowości chromosomowych), ale poprzez wykrywanie bardzo małych aberracji u chorego dziecka ukierunkowują dalsze badania, które powinny być wykonane u jego rodziców. Najczęściej w takich sytuacjach ich chromosomy analizowane są metodą FISH. Dzięki tym wszystkim badaniom można ocenić ryzyko ponownego wystąpienia choroby w rodzinie i udzielić jej właściwej porady genetycznej pod katem dalszych planów prokreacyjnych.

PAP – Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

kol/