Vsebina
- Genetika proti genomiki
- Vloga genomskega testiranja
- Genomsko testiranje pri raku
- Domače genomsko testiranje
Genomsko testiranje pogosto zamenjamo z genetskim testiranjem. Glavna razlika je v tem, da so genetski testi zasnovani za odkrivanje ene genske mutacije (na primer mutacije BRCA1 in BRCA2, povezane z rakom dojk in jajčnikov), medtem ko genomski testi preučujejo vse vaše gene.
S širšim pogledom na vašo genetsko sestavo, vključno s tem, kako so vaši geni zaporedni in kako vplivajo drug na drugega, lahko genomsko testiranje ponudi vpogled v to, kako vaše telo deluje na molekularni ravni in kaj to pomeni v smislu tveganja, napredovanja ali ponovitev.
Genomsko testiranje se pogosto uporablja pri zdravljenju raka, da bi ugotovili, kako verjetno se tumor obnaša. To lahko pomaga zdravnikom, da predvidijo, kako agresiven bo vaš rak in ali se bo verjetno razširil (metastaziral) na druge dele telesa.
Genomsko testiranje je osrednje orodje pri razvoju prilagojene medicine, katerega namen je prilagoditi zdravljenje, izdelke in prakse posamezniku.
Genetika proti genomiki
Medtem ko sta genetika in genomika povezana z geni, imata povsem različne cilje in aplikacije.
Genetika
Genetika je preučevanje učinkov genov na posameznika. Geni telesu dajejo navodila, kako proizvajati beljakovine; beljakovine pa določajo zgradbo in delovanje vsake celice telesa.Geni so sestavljeni iz gradnikov, imenovanih DNA, ki so razporejeni v niz, imenovan "baze". Vrstni red ali zaporedje baz bo določilo, katera navodila bodo poslana in kdaj.
Medtem ko so številni geni kodirani za proizvodnjo specifičnih proteinov, drugi nekodirani geni uravnavajo, kako in kdaj se beljakovine proizvajajo (v bistvu vklopijo in izklopijo določene gene). Vsaka odstopanja v delovanju gena lahko vplivajo na tveganje za nekatere bolezni, odvisno od tega, katere beljakovine so prizadete.
V nekaterih primerih lahko posamezna genska mutacija povzroči bolezni, kot so cistična fibroza, mišična distrofija in bolezen srpastih celic.
Genetski testi lahko poiščejo katero koli gensko mutacijo, ki ste jo podedovali od staršev, bodisi za potrditev diagnoze, napovedovanje prihodnjega tveganja ali ugotovitev, ali ste nosilec.
Genomika
Genomika je preučevanje strukture, delovanja, preslikave in razvoja celotnega nabora DNA, vključno z vsemi geni. Genetski material in vsa zaporedja se imenujejo genom. Cilj genomike je analizirati delovanje in zgradbo genoma, da bi:
- Razumeti, kako zapleteni biološki sistemi, kot sta kardiovaskularni sistem in endokrini (hormonski) sistem, vplivajo drug na drugega
- Predvidite, do kakšnih težav lahko pride, če genske interakcije motijo normalne biološke funkcije
Vse skupaj pove, da je v človeškem genomu med 20.000 in 25.000 različnih genov, ki kodirajo beljakovine, in približno 2000 nekodiranih regulatornih genov.
Genomika je pomembna, ker nam pomaga razumeti, zakaj so nekateri ljudje genetsko nagnjeni k določenim boleznim (tudi če ne razumemo, kako določeni geni sodelujejo). Namesto da bi identificiral eno samo gensko pot, genomika ocenjuje množico genetskih spremenljivk, ki vplivajo na razvoj in / ali zdravljenje bolezni, kot sta rak ali diabetes.
V nasprotju z genetiko genomika ni omejena na dedne mutacije. Ugotavlja, kako vaša genetska sestava vpliva na potek bolezni in, nasprotno, kako lahko okolje, življenjski slog in zdravljenje z zdravili sprožijo mutacije, ki spremenijo ta potek.
Z razumevanjem teh nenehno spreminjajočih se spremenljivk lahko zdravniki sprejemajo bolj premišljene odločitve pri zdravljenju, pogosto preventivno.
Vloga genomskega testiranja
Genomsko testiranje temelji na našem trenutnem razumevanju človeškega genoma, ki se je začel s skupnim projektom človeškega genoma med leti 1990 in 2003.
V letih sklicevanja so znanstveniki lahko vedno bolj ugotavljali, katere genske nepravilnosti ne pomenijo le razvoja bolezni, temveč tudi značilnosti bolezni. S tem smo dobili vpogled v to, zakaj nekateri ljudje razvijejo bolj agresivne oblike raka, dlje živijo s HIV ali se ne odzivajo na določene oblike kemoterapije.
Medtem ko lahko genetski testi potrdijo ali izključijo domnevno gensko stanje, pa genomika testira še korak naprej, tako da nam zagotovi:
- Označevalci tveganja za pregled bolezni
- Prognostični označevalci napovedati, kako hitro bo bolezen napredovala, kako verjetno se bo ponovila in verjeten izid bolezni
- Napovedovalni označevalci za usmerjanje izbire zdravljenja in izogibanje toksičnosti
- Označevalci odziva za določitev učinkovitosti različnih načinov zdravljenja
Čeprav se genomika osredotoča na posledice naše genetske sestave ne glede na vse druge dejavnike, se ne uporablja ločeno.
Naraščajoče gibanje k personalizirani medicini spreminja naš pristop k boleznim na splošno. Prilagojena medicina namesto univerzalne rešitve upošteva veliko variabilnost genetike, okolja in življenjskega sloga, da ponudi bolj prilagojeno rešitev za vsakega posameznika.
Kako deluje test
Genomski testi so običajno na voljo kot plošča ciljno usmerjenih genov, od analize genskih "žarišč" (dobro uveljavljena mesta mutacije) do popolnega zaporedja genov. Preizkuse običajno izvajajo v specializiranem laboratoriju, certificiranem v skladu s spremembami kliničnega laboratorijskega izboljšanja (CLIA) iz leta 1988. Danes je v ZDA več kot 500 genetičnih laboratorijev s certifikatom CLIA.
Za večino testov je potreben vzorec krvi ali sline ali bris na notranji strani obraza (znan kot bukalni bris). Glede na cilje testa bo morda potrebnih le nekaj kapljic krvi ali več vial. Za ljudi z rakom bo morda potrebna biopsija tumorja ali kostnega mozga.
Ko dobimo vzorec, običajno traja od enega do štiri tedne, da dobimo rezultate. Glede na stanje, ki ga zdravimo, vam bo morda na voljo genetski svetovalec, ki vam bo pomagal razumeti omejitve testa in kaj rezultati pomenijo in kaj ne.
Zaporedje naslednje generacije
Zaporedje naslednje generacije (NGS) je glavno orodje za genomsko testiranje. Uporablja se za identifikacijo in ovrednotenje genetskega zaporedja milijonov kratkih segmentov DNA, imenovanih "bere". Nato se odčitki sestavijo v popolno zaporedje, da se ugotovi, katere genetske variacije (različice) so prisotne in kaj pomenijo.
NGS je izjemno prilagodljiv in se lahko uporablja za zaporedje le nekaj genov, na primer za dedno skupino za rak dojke ali celoten genom, ki se običajno uporablja v raziskovalne namene za odkrivanje redkih bolezni.
Ker ima večina različic malo ali nič znanega vpliva na zdravje ljudi, jih bomo izločili, da bomo prepoznali nekaj medicinsko pomembnih. Te različice bodo nato ocenjene na petstopenjski lestvici od:
- Benigna (ne povzroča bolezni)
- Verjetno benigna
- Negotovo
- Verjetno patogeni (povzročitelji bolezni)
- Patogeni
Medtem ko bo večina laboratorijev poročala o patogenih in verjetno patogenih ugotovitvah, bodo nekateri vključevali tudi negotove, verjetno benigne in benigne ugotovitve. Vključena bi bila tudi interpretacija pooblaščenega genetika.
Primarni in sekundarni rezultati
Rezultati, ki so neposredno povezani s sumom na stanje, se nanašajo na primarne rezultate, medtem ko so medicinsko pomembni, a nepovezani, sekundarni (ali naključni) rezultati.
Sekundarne ugotovitve so pogosto pomembne in lahko razkrijejo genetsko tveganje osebe za prihodnjo bolezen, status prenašalca ali farmakogenetske ugotovitve (kako vaše telo predeluje določeno zdravilo). V nekaterih primerih se lahko testirajo tudi vaši starši, da bi lažje ugotovili, katere različice so skupne in katere de novo (ni podedovano).
Genomsko testiranje pri raku
Razvoj genomskega testiranja se je zgodil bolj ali manj skupaj z naraščanjem ciljnih terapij raka. Ko so znanstveniki začeli dojemati, kako so nekatere genske različice spremenile običajne celice v rakave, so lahko razvili teste za pregled specifičnih variant in razvili zdravila za ciljanje teh genov.
Danes genomsko testiranje postaja vse bolj sestavni del zdravljenja in upravljanja številnih različnih vrst raka, vključno z rakom dojk in pljuč.
Medtem ko lahko genetski testi pomagajo prepoznati človekovo tveganje za raka, genomsko testiranje pomaga prepoznati genetske označevalce, povezane z značilnostjo bolezni. Omogoča nam napovedovanje verjetnega vedenja tumorja, vključno s hitrostjo rasti in verjetnostjo metastaziranja.
To je pomembno, saj so tumorske celice nagnjene k hitri mutaciji. Tudi če je ena genetska varianta odgovorna za porast tumorja, lahko sama bolezen traja veliko različnih poti, nekatere agresivne, druge pa ne. Medtem ko lahko genetski test pomaga prepoznati maligno bolezen, lahko genomski test opredeli najučinkovitejše načine zdravljenja.
Poleg tega, če tumor nenadoma mutira, lahko genomski test ugotovi, ali je mutacija dovzetna za ciljno terapijo. Tak primer je zdravilo Nerlynx (neratinib), ki se uporablja za zdravljenje in zdravljenje zgodnjega stadija HER2-pozitivnega raka dojke.
Primerjava genetskega in genomskega testiranja pri raku dojk
GenetikaŠtudija dednih genetskih lastnosti, vključno s tistimi, povezanimi z nekaterimi boleznimi
Genetika določa tveganje za dedovanje raka po starših
Test BRCA1 in BRCA2 lahko napoveduje tveganje za nastanek raka dojke ali jajčnikov
Ko enkrat ugotovite, kakšno je tveganje za nastanek raka dojke, lahko z dejavnimi ukrepi zmanjšate tveganje
Preučevanje aktivnosti in interakcije genov v genomu, vključno z njihovo vlogo pri nekaterih boleznih
Ko imate raka, genomika določa, kako se bo tumor obnašal
Preskusa raka dojke Oncotype DX in PAM50 se uporabljata za profiliranje tumorja in predvidevanje, kako se boste odzvali na kemoterapijo
Na podlagi rezultatov genomskega testa se lahko vi in vaš zdravnik po operaciji odločite, katere možnosti zdravljenja so najprimernejše
Domače genomsko testiranje
Domače genomsko testiranje je že vdrlo v naše vsakdanje življenje, začenši predvsem z izdajo domačega genetskega kompleta 23andMe za neposredno potrošnika leta 2007.
Medtem ko so bili nekateri domači genetski testi, kot sta testa AncestryDNA in National Geographic Geno 2.0, zasnovani izključno za sledenje človekovega prednika, pa je 23andMe potrošnikom ponudil možnost, da prepoznajo tveganje za nekatere genetske zdravstvene motnje.
To je poslovni model, ki je obremenjen z izzivi. Leta 2010 je ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) 23andMe in drugim proizvajalcem zdravstvenih genskih testov, povezanih z zdravjem, prenehala prodajati pripomočke, za katere je regulator po zvezni zakonodaji menil, da so "medicinski pripomočki".
Aprila 2016 je po letih pogajanj s FDA 23andMe dobil pravico, da objavi svoj test tveganja za genetsko zdravje osebnega genoma, ki lahko zagotovi informacije o nagnjenosti osebe k naslednjim 10 boleznim:
- Pomanjkanje antitripsina alfa-1 (genetska motnja, povezana z boleznimi pljuč in jeter)
- Celiakija
- Zgodnja primarna distonija (nehotena motnja gibanja)
- Pomanjkanje faktorja XI (motnja strjevanja krvi)
- Gaucherjeva bolezen tip 1
- Pomanjkanje glukoze-6-fosfat dehidrogenaze (motnja rdečih krvnih celic)
- Dedna hemokromatoza (motnja preobremenitve z železom)
- Dedna trombofilija (motnja strjevanja krvi)
- Pozno nastala Alzheimerjeva bolezen
- Parkinsonova bolezen
Preskusi na osnovi sline ponujajo enako stopnjo natančnosti kot zdravniki.
Kljub prednostim teh izdelkov nekateri zagovorniki ostajajo zaskrbljeni glede potencialnega tveganja diskriminacije, če se genske informacije izmenjujejo brez dovoljenja potrošnika. Nekateri opozarjajo na dejstvo, da je farmacevtski gigant GlaxoSmithKline (GSK) že vlagatelj v 23andMe in namerava uporabiti rezultate testov petih milijonov kupcev za oblikovanje novih farmacevtskih zdravil.
V nasprotju s kritikami je 23andMe svetoval FDA, da bodo rezultati "odstranjeni", kar pomeni, da identiteta in informacije potrošnika ne bodo delljene z GSK.