Czy nowa technika zrewolucjonizuje testy genetyczne w chorobie Huntingtona?
Zgłoszono nową technikę testów genetycznych dla HD. Co to oznacza dla osób z grupy ryzyka lub już przetestowanych?
Testy genetyczne dają osobom z grupy ryzyka możliwość pewnego stwierdzenia, czy są nosicielami genu powodującego chorobę Huntingtona. Dla niewielkiej mniejszości osób podstawowy test musi być uzupełniony bardziej szczegółową analizą, zanim można będzie podać wynik. Teraz nowa technika może przynieść szybsze wyniki dla tych osób. Nowa metoda to niewielkie, ale ważne ulepszenie, które nie zmienia żadnych istniejących wyników testów.
Gen choroby Huntingtona, dwadzieścia lat później
Rok 2013 to dwudziesta rocznica identyfikacji genu powodującego chorobę Huntingtona. To odkrycie z 1993 roku utorowało drogę do naszej obecnej – i stale rosnącej – wiedzy o szkodliwych skutkach tego genu w mózgu i o tym, jak możemy je zwalczać w terapii.
Oznaczało to również, że ludzie mogli poddać się testom genetycznym, aby sprawdzić, czy są nosicielami genu powodującego chorobę.
Czym dokładnie jest gen powodujący chorobę? Każdy z nas nosi gen huntingtyny – w rzeczywistości nosimy dwie jego kopie: jedną od mamy, a drugą od taty. Gen huntingtyny ma sekcję, która naturalnie różni się u poszczególnych osób – region składający się z powtarzających się trójek 'CAG’. (C, A, G i T to litery używane do reprezentowania czterech chemicznych elementów budulcowych połączonych w łańcuch, tworzący DNA, z którego składają się geny).
Większość ludzi ma około 15-25 powtórzeń CAG w każdej kopii genu. Jednak jeśli osoba ma gen huntingtyny z więcej niż 39 powtórzeniami, w pewnym momencie życia rozwinie chorobę Huntingtona. Dzieje się tak, ponieważ duże powtórzenia CAG nakazują naszym komórkom produkcję szkodliwej wersji białka huntingtyny. Możliwe jest dokładne ustalenie, ile powtórzeń ma dana osoba w każdym ze swoich genów huntingtyny – i to jest podstawą testów genetycznych.
Gdy osoba bez objawów choroby Huntingtona poddaje się testowi genetycznemu, aby dowiedzieć się, czy rozwinie HD w przyszłości, nazywa się to testem predykcyjnym. Gdy ktoś z objawami sugerującymi HD poddaje się testowi genetycznemu, jest to znane jako test diagnostyczny. Ale sam test jest taki sam – polega na liczeniu powtórzeń CAG.
Nowy, ulepszony test genetyczny?
Kilka ostatnich doniesień informowało o opracowaniu nowego testu genetycznego do określania liczby powtórzeń CAG w genach huntingtyny danej osoby, chwaląc się zwiększoną dokładnością i krótszym czasem oczekiwania na wyniki. Badania naukowe stojące za tymi doniesieniami były prowadzone przez dr Elaine Lyon z Uniwersytetu Utah i opublikowane w Journal of Molecular Diagnostics. Co to oznacza dla osób, które już zostały przetestowane? A dla tych, którzy rozważają przeprowadzenie testu?
Za chwilę przejdziemy do nowej techniki testowania. Najpierw przyjrzyjmy się, jak działa obecnie stosowany test i jak dokładny jest. W jaki sposób laboratoria określają liczbę powtórzeń w genach danej osoby?
Jak działa test obecnie
DNA potrzebne do testu pochodzi z próbki krwi pacjenta. Po oczyszczeniu DNA stosuje się technikę zwaną reakcją łańcuchową polimerazy, czyli PCR, aby skupić się na dwóch genach huntingtyny i wytworzyć miliony dokładnych kopii do dalszej analizy. Te małe fragmenty DNA są następnie sortowane według wielkości, aby określić liczbę powtórzeń CAG w każdym genie: im więcej powtórzeń ma gen, tym większy będzie „produkt PCR”.
Dla zdecydowanej większości próbek pacjentów test kończy się na tym etapie, ponieważ ta technika jest bardzo niezawodna i dokładna.
„Testy genetyczne nie zostały zrewolucjonizowane przez nowy test. Mamy jednak teraz przydatną nową broń w arsenale”
Garstka kłopotliwych przypadków
Istnieje jednak kilka osób, których geny nie współpracują ze standardową techniką PCR stosowaną w testach genetycznych. Na przykład, jeśli jedno z powtórzeń CAG jest bardzo duże (więcej niż około 150 powtórzeń), może być zbyt duże, aby standardowa metoda PCR mogła je wykryć, więc może wyglądać tak, jakby istniał tylko jeden gen o normalnym rozmiarze. Dokładnie taki sam obraz pojawia się, gdy obie kopie genu HD danej osoby mają tę samą liczbę powtórzeń, powiedzmy 15 w jednej kopii i 15 w drugiej.
Ta sytuacja, choć rzadka, jest myląca, ponieważ oznacza, że test PCR czasami nie może nam powiedzieć, czy dana osoba ma dwa normalne powtórzenia o tej samej długości, czy też ma jedno normalne i jedno bardzo duże powtórzenie – co jest oczywiście istotną różnicą.
To samo może się zdarzyć, jeśli dana osoba ma małą, rzadką odmianę lub 'błąd ortograficzny’ w sekwencji, na której skupia się proces PCR. W przypadkach, gdy mały błąd ortograficzny uniemożliwia działanie procesu PCR, jedna kopia genu pozostaje niewykryta i znowu wygląda to tak, jakby pacjent miał dwie identyczne kopie o równej długości powtórzeń CAG.
Genetycy są sprytni!
Odziedziczenie dwóch kopii genu huntingtyny o dokładnie tej samej długości powtórzeń jest rzadkie, a ponieważ osoby wykonujące test w laboratorium są świadome jego technicznych ograniczeń, taka sytuacja wzbudza czujność. Na szczęście, ponieważ genetycy są przebiegłymi ludźmi, mamy już dobry sposób na obejście tego problemu. Próbki z tego typu wynikiem są dalej analizowane, aby mieć absolutną pewność co do wyniku.
Obecny protokół podwójnego sprawdzania podejrzanej próbki to dodatkowy test oparty na PCR, obejmujący region sąsiadujący z powtórzeniami CAG. Jeśli ten krok pozwala rozróżnić dwa geny, dalsze testy nie są konieczne. Jednak jeśli próbka nadal wydaje się mieć dwie identyczne kopie, stosuje się procedurę zwaną Southern Blotting, aby upewnić się, że nie przeoczono rozszerzonego regionu CAG. Minusem jest to, że Southern blotting jest stosunkowo drogi, wymaga dużej próbki krwi i ma długi czas oczekiwania na wyniki.
Wkracza nowa technika
Ta druga faza analizy to miejsce, w którym wkracza nowy test.
Nowo opracowany test sprytnie wykorzystuje PCR do podwójnego sprawdzenia. Sprytne w nim jest to, że zamiast skupiać się tylko na regionie wokół ekspansji CAG, metoda ta skupia się również na samych CAG. W rezultacie, zamiast jednego fragmentu DNA kopiowanego wiele razy, produkowanych jest wiele kopii o różnych rozmiarach.
Gdy są rozdzielone według wielkości, tworzą one wzór „jąkania” zamiast jednego dokładnego produktu pełnej długości. Ale największe długości CAG widoczne w tym wzorze odzwierciedlają prawdziwą długość genu danej osoby.
Jest to pomocne w przypadkach, gdy ekspansja jest bardzo duża, ponieważ technika ta nie zawodzi przy dużych powtórzeniach CAG, jak to może się zdarzyć przy standardowej metodzie PCR. Jeśli pojawia się wzór jąkania, oznacza to, że istnieje rozszerzony gen. Jeśli nie, to dana osoba rzeczywiście ma dwie kopie z tą samą liczbą CAG.
Odpowiedzmy więc na niektóre z tych pytań
Czy nowy test ma lepszą dokładność i krótszy czas oczekiwania na wyniki? Tak i nie! Z pewnością jest lepszy od Southern blotting dla niewielkiej części próbek wymagających dodatkowej analizy. Ale zdecydowana większość osób nadal może być łatwo i dokładnie zdiagnozowana przy użyciu standardowych metod.
Czy osoby, które były testowane w przeszłości, muszą być ponownie przetestowane? Z pewnością nie. Istniejące wyniki są nadal dokładne. Nawet osoby, które wcześniej potrzebowały dwuetapowego testu, aby uzyskać wynik, w tym drugiego etapu PCR lub testu Southern blotting, mogą polegać na wyniku tego procesu.
Czy nowa metoda będzie wdrożona w testach genetycznych w przyszłości? Prawdopodobnie tak, ale nie ma pośpiechu i może nie zostać przyjęta wszędzie. Prawdopodobnie zostanie przyjęta przez niektóre laboratoria diagnostyczne, a w rzeczywistości niektóre już używają podobnych sprytnych sztuczek PCR.
Prawda jest taka, że ten nowy test to tak naprawdę tylko mały krok naprzód w historii testów genetycznych. W rzeczywistości ma on własne ograniczenia – dla genów zawierających powtórzenia większe niż około 150 CAG, technika Southern blot nadal będzie konieczna.
I chociaż jest on zaprojektowany tak, aby skupić się na regionie bez znanych zmienności (aby uniknąć przeoczenia genu z rzadkim błędem ortograficznym), nie oznacza to, że nowe błędy ortograficzne nie pojawią się u niektórych osób, co mogłoby zmylić nową technikę.
Więc, cokolwiek mogliście przeczytać, testy genetyczne w chorobie Huntingtona nie zostały zrewolucjonizowane przez nowy test. Mamy jednak teraz użyteczną nową broń w arsenale, która pomoże każdemu, kto tego chce, uzyskać szybki i wiarygodny wynik.
HDBuzz dziękuje dr Mary Sweeney z Laboratorium Neurogenetyki, National Hospital for Neurology & Neurosurgery w Londynie, Wielka Brytania, za jej wkład w przygotowanie tego artykułu.
Dowiedz się więcej
Więcej informacji o naszej polityce ujawniania informacji znajdziesz w naszym FAQ…
