Naučnici sa Instituta Broad MIT-a i Harvarda, Harvardske medicinske škole i Medicinskog centra Univerziteta u Lajpcigu pokazali su u dve nezavisne grupe pacijenata kada je sekvenciranje genoma korisno u dijagnozi genetskih bolesti.
Zajedničko objavljena studija pruža vredne uvide u dijagnostičku praksu zasnovanu na širokom skupu podataka iz istraživanja i kliničkih primena. Istraživači predstavljaju svoje nalaze u časopisu Medicinski časopis Nove Engleske.
Genetske mutacije u ljudskoj DNK mogu sprečiti da se proteini koji obavljaju važne funkcije u telu pravilno formiraju. To može dovesti do ozbiljnih poremećaja koji uzrokuju bolest ili čak invaliditet. Mnoge od ovih bolesti su već poznate i mogu se pripisati određenim genima.
Da bi ih dijagnostikovali, kliničari koriste standardnu proceduru poznatu kao sekvenciranje egzoma. Ovo uključuje analizu onih segmenata ljudske DNK koji su direktno odgovorni za pravilno formiranje proteina. Ovaj kodirajući deo, egzom, čini samo oko jedan procenat ukupne DNK, ali je posebno relevantan.
„Međutim, u dve trećine slučajeva analiza egzoma ne dovodi do dijagnoze, što postavlja pitanje šta dalje“, kaže profesor Rami Abu Džamra. On je profesor medicinske genomike na Univerzitetu u Lajpcigu i šef genetičke dijagnostike na Institutu za ljudsku genetiku Medicinskog centra Univerziteta u Lajpcigu (UKL).
„Za pacijente i njihove porodice, jasna dijagnoza znači mnogo: ne samo da potvrđuje da bolest nije njihova sopstvena greška – ona takođe otvara put javnom priznanju i, gde je moguće, personalizovanom lečenju“, kaže doktor.
Da bi procenili prednosti sekvenciranja genoma u poređenju sa sekvenciranjem egzoma, naučnici sa Instituta Broad MIT-a i Harvarda i Harvardske medicinske škole u Bostonu analizirali su 744 porodice. To su bila bolesna deca sa sumnjom na genetsku bolest i njihovi roditelji. Kod nekih od kojih je sekvenciranje egzoma već sprovedeno i nije uspelo da pruži dijagnozu.
Institut za ljudsku genetiku u Lajpcigu koristio je sekvenciranje genoma da analizira 350 porodica u nezavisnoj grupi pacijenata gde sekvenciranje egzoma nije bacilo nikakvo svetlo. Prvih 78 slučajeva uključeno je u zajedničku studiju sa istraživačima u Bostonu.
Koristeći tehniku koja se zove sekvenciranje kratkog čitanja, cela DNK, odnosno genom, svih porodica je isečena na milijarde malih delova i pročitana. Istraživači su analizirali podatke koristeći bioinformatičke softvere i algoritame.
„U poređenju sa sekvenciranjem egzoma, sekvenciranje genoma je pružilo jasnoću u dodatnih osam odsto slučajeva: to je znatno više“, objašnjava profesor Rami Abu Džamra, koji je vodio studiju u Lajpcigu.
„Ova metoda je posebno korisna ako je genetska mutacija koja uzrokuje bolest uzrokovana odsustvom veoma malih segmenata DNK, izduženjem nespecifičnih sekvenci ili ako se mutacija uopšte ne nalazi u kodirajućem delu“, kaže istraživač. , dodajući: „U sekvenciranju egzoma, kodirajući regioni se ekstrahuju iz DNK u laboratoriji i hemijski obogaćuju, što nažalost dovodi do gubitka kvaliteta i informacija.“
Ali upravo ove informacije mogu pružiti ključne tragove. Pored toga, segmenti gena izvan egzoma takođe imaju važne funkcije, kao što su regulacioni mehanizmi koji kontrolišu sintezu proteina. Ovi segmenti su potpuno zanemareni analizom egzoma. Na kraju, istraživači se nadaju da će identifikovati nove obrasce i mehanizme bolesti tako što će sveobuhvatno sagledati ceo genom.
„Naši podaci sugerišu da bi sekvenciranje genoma trebalo brže da se koristi, posebno kada sekvenciranje egzoma nije dalo jasnoću“, kaže profesor Rami Abu Džamra.
„U prošlosti je u literaturi postojao nedostatak sigurnosti kada je sekvenciranje genoma preporučljivo. Sada, delimično zahvaljujući radu obavljenom u Lajpcigu, veliki skup podataka koji je dobijen pokazuje da su rezultati definitivno održivi za kliničku primenu, “, kaže naučnik.
Kako ističe profesor Rami Abu Džamra, još jedna prednost sekvenciranja genoma, iako je trenutno još oko dva i po puta skuplja od sekvenciranja egzoma, je dugoročna: nove genetske mutacije povezane sa bolestima se otkrivaju i dokumentuju sve širom sveta, što znači da kada podaci o sekvenciranju genoma budu dostupni, oni se lako mogu ponovo ispitati u svetlu novih saznanja.
I šta je sledeće? „Pročitaćemo više genoma, i sve ćemo to uraditi pomoću još više otkrivajuće tehnike koja se zove sekvenciranje dugog čitanja“, kaže profesor Abu Džamra. „Želimo da dekodiramo sve genetske bolesti.“
