Возможности современной генетической диагностики

Любой генетический анализ — расшифровка ДНК человека и интерпретация результатов — состоит из нескольких этапов. Генетический материал берут из клеток: раньше работали с кровью, теперь лаборатории все больше переходят на неинвазивные методы и выделяют ДНК из слюны.

Выделенный материал секвенируют — с помощью химических реакций и анализаторов определяют то, в какой последовательности в нем расположены мономеры: это и есть генетический код.

Полученную последовательность сравнивают с эталонными и ищут определенные участки, соответствующие тем или иным генам.

На основании наличия или отсутствия генов или их изменения и делают заключение о результате теста.

Запуск секвенатора — прибора, который расшифровывает последовательность ДНК, — стоит очень дорого из-за большого количества необходимых химических реактивов.

За один запуск можно расшифровать много образцов ДНК, но чем их будет больше, тем менее достоверным получится результат для каждого образца и тем ниже окажется точность генетического теста.

Поэтому следует обращаться в проверенную лабораторию, которая не станет экономить на качестве анализа путем увеличения количества образцов.

Важный момент, который стоит учитывать при получении результатов генетического анализа: генетика определяет далеко не все, что происходит с нашим организмом. Не менее существенную роль играют образ жизни и факторы окружающей среды — экологическая обстановка, климат, количество солнечного света и другие.

К сожалению, российские компании редко упоминают об этом и ограничиваются перечислением преимуществ генетического теста. Многие также играют на необразованности пациентов и навязывают дорогостоящие лишние анализы. 

Вот основные случаи, для которых применяются современные генетические анализы. 

В первую очередь генетика призвана помочь в лечении и профилактике болезней. Есть три основных группы случаев, когда генетический анализ поможет уточнить диагноз или предотвратить возможное заболевание.

Возможности современной генетической диагностики

Диагностика вирусов и бактерий по наличию их ДНК в крови

Для кого тест. Для тех, кто подозревает у себя вирусную или бактериальную инфекцию. Так, например, могут диагностировать боррелиоз при укусе клеща — болезнь с широким спектром симптомов.

Как это работает. ДНК организмов, вызывающих болезни, отличается от человеческой. У пациента берут анализ крови и определяют, есть ли там чужеродный генетический материал.

Что важно учитывать. Это относительно недорогие анализы, ведь здесь не требуется расшифровка самой ДНК, нужно определить просто ее наличие или отсутствие. Такой тест будет более точным, чем, например, поиск антител (они появляются в крови только после инкубационного периода), но возможен он лишь при подозрении на конкретное заболевание.

Диагностика уже имеющихся заболеваний

Для кого тест. Как правило, это сложные случаи или хронические недуги, причина которых неочевидна. Тогда врачи ищут возможные причины болезни в генах и на основе результатов могут точнее поставить диагноз и скорректировать лечение.

Как это работает. Генетический материал могут получать из любых клеток пациента, в том числе из материала, взятого для других анализов. После расшифровки ДНК в последовательности ищут поврежденные гены. Как правило, это не поиск «вслепую» по всей длине, а исследование заранее известных участков. 

Что важно учитывать. Генных болезней — тех, которые происходят по вине мутаций всего одного гена, — довольно мало. Около 92% заболеваний, причину которых можно найти в ДНК, являются многофакторными. Это значит, что мутация не единственная причина болезни, и корректировка других факторов, например питания или климата, может облегчить ее течение.

Профилактика заболеваний, к которым есть предрасположенность

Для кого тест. Такой анализ врачи могут посоветовать здоровым людям, у которых среди родственников были неоднократные случаи различных болезней, таких как, например, большинство видов рака, сахарный диабет и ишемическая болезнь сердца.

То есть тех самых многофакторных наследственных заболеваний, которые также называют «полигенными с пороговым эффектом».

Еще подобный анализ может выявить вероятность развития аллергии, помочь скорректировать диету в зависимости от генетической основы обмена веществ и подобрать оптимальные физические нагрузки.

Как это работает. Помимо мутаций врачи также могут обращать внимание на вариации гена — аллели. При проверке предрасположенностей к определенным заболеваниям анализируют конкретный участок ДНК. Комплексное обследование на ряд потенциальных наследственных болезней может задействовать весь геном.

Что важно учитывать. Указанные болезни не зря называют «с пороговым эффектом». Это значит, что болезнь разовьется только после достижения организмом «порога». Задача профилактики как раз в том, чтобы этого не допустить.

То есть положительный тест на предрасположенность к раку груди вовсе не означает, что это стопроцентно произойдет.

Такой результат скорее служит рекомендацией относиться к себе внимательнее, избегать факторов риска и не пренебрегать регулярными обследованиями у маммолога.

Возможности современной генетической диагностики

Когда люди хотят завести ребенка, они волей-неволей задумываются о его будущем здоровье. Генетические анализы могут помочь на двух этапах — при планировании беременности и в ходе ее течения.

Для кого тест. Такой тест поможет выяснить, не унаследует ли ребенок «спящие мутации» и риски врожденных патологий. Это важно при частых случаях каких-то заболеваний в семейном анамнезе отца и/или матери либо при фактическом наличии у кого-то из родителей болезни.

Как это работает. По своей сути такие тесты не отличаются от выявления предрасположенностей к болезням у взрослых, но анализируют одновременно два родительских генома.

Что важно учитывать. Сложность анализа заключается в том, что нельзя заранее выяснить, какие именно гены родителей достанутся ребенку, это некая лотерея.

Гены всегда работают не сами по себе, а в комплексе, что делает число вариаций генома будущего ребенка бесконечным.

То есть тест на наследственность планируемого потомства всегда вероятностный, и даже наличие у родителей «плохих» мутаций не делает рождение здорового малыша невозможным.

Для кого тест. Этот анализ проводится во время беременности и нужен при подозрении на врожденные патологии. Также пренатальная генетическая диагностика может определить пол будущего ребенка на ранней стадии беременности и установить отцовство.

Как это работает. Для пренатальной диагностики есть несколько методов взятия образца генетического материала, главными из которых являются биопсия хориона (взятие кусочка ткани зародыша) и амниоцентез (взятие образца околоплодных вод).

В последнее время также практикуется выделение ДНК эмбриона из крови матери — неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ).

При экстракорпоральном оплодотворении возможна также преимплантационная диагностика — ДНК выделяют из клетки зародыша до его внедрения в матку.

Что важно учитывать. Инвазивные методы — это всегда риск. Так, вероятность самопроизвольного прерывания беременности после биопсии доходит до 15%, а амниоцентез может привести к заражению или отслоению оболочек плода.

Оба этих метода становятся возможными на относительно позднем сроке беременности, когда формируется плодный пузырь и хорошо различимый на УЗИ зародыш, поэтому прибегать к ним стоит только при серьезных подозрениях на генные или хромосомные дефекты.

Неинвазивная диагностика не имеет таких последствий, и ее можно проводить начиная с девятой недели беременности.

Возможности современной генетической диагностики

Определение талантов и склонностей

Для кого тест. Нередко компании, проводящие генетические тесты, также предлагают родителям выявить предрасположенность детей к определенным видам спорта или другим занятиям. Такой тест может быть полезен для юных спортсменов перед началом серьезной карьеры: по мнению исследователей, спортивная успешность на 60% определяется генами.

Как это работает. Сам анализ проводится так же, как и для определения наследственных болезней, только исследуются другие участки ДНК.

К настоящему времени известно около 50 генов, которые связывают с предрасположенностью к занятиям различными видами спорта.

С другими талантами человека сложнее: например, установлена частичная генетическая природа абсолютного слуха, но по большей части это направление находится на стадии изучения.

Что важно учитывать. Несмотря на широко распространенное мнение, что наши гены предписывают нам определенные таланты и черты характера, генные основы психики — самая малоисследованная область в генетике человека.

Не только болезни могут быть полигенными — таково большинство признаков в организме (например, цвет глаз определяется 15 генами).

Вырванная из контекста информация может оказаться не только неполной, но и в принципе ложной: по одному гену нельзя определить, станет ребенок выдающимся спортсменом или нет. То, что касается интеллектуальных способностей и особенностей характера, до сих пор лежит в области предположений.

Наконец, если результат генетического теста «предсказывает» ребенку успех в какой-то стезе, это может оказать психологическое давление на родителей и помешать ребенку самому определиться с планами на будущее. Гены — рекомендация, а не прямое указание.

Для кого тест. Генеалогические исследования выросли из криминалистики и популярной задачи установления отцовства.

Сегодня при помощи генетики доступно как определение ближайших родственников, так и выяснение предковой группы — из какой части света произошел род много поколений назад.

Такой анализ служит для решения прикладных задач установления родства (это важно для таких юридических моментов, как претензии на наследство) и может заинтересовать просто любознательных людей, изучающих семейную историю.

Как это работает. В ходе жизни у каждого человека накапливаются маленькие изменения в ДНК — не только в генах, но и в «нерабочей» части (а доля такой в наших клетках — больше 90%).

При генеалогическом генетическом анализе исследователи сравнивают полученную ДНК на предмет сходства с другими — либо с ДНК потенциальных родственников, либо с большой базой данных. В такие базы могут входить как древние ДНК, так и генетический материал жителей страны.

В зависимости от страны и доступа генетической лаборатории к базам данных картина анализа может различаться по полноте и подробности.

Что важно учитывать. В отличие от предыдущих анализов, когда ДНК пациента сравнивалась с эталоном, здесь речь идет о сравнении с генетическим материалом других людей. Такая процедура затрагивает вопросы конфиденциальности и нуждается в сложной законодательной регуляции.

В Исландии собрана генетическая база данных, в которую занесены расшифрованные ДНК всех граждан и постоянных жителей (соответствующий закон был принят 1997 году). В России подобная практика только начинает появляться, для экспертизы на родство требуется согласие всех участников и сложная юридическая процедура.

Впрочем, «древние» базы данных по всему миру находятся в открытом доступе, и любой желающий может узнать о своих корнях. Например, здесь, здесь и здесь.

SaveSaveSave

Источник: https://pink.rbc.ru/fitness/5a2fff849a79472273148c31

Генная диагностика

Возможности современной генетической диагностики

Фармацевтические компании разрабатывают или закупают у биотехнологических компаний диагностические тесты, позволяющие быстро и точно анализировать генетический материал тканей организма человека как в клинических целях, так и для проведения научных исследований по разработке новых лекарственных средств (например, для проведения фармакогенетических, фармакотоксикологических исследований, идентификации генов или их продуктов, которые могут служить объектом медикаментозного воздействия и др.). В последние годы на фармацевтическом рынке западных стран появилось много диагностических наборов, предназначенных для выявления генов, ассоциированных с развитием определенных заболеваний, или генов, определяющих особенности метаболизма лекарственных веществ в организме человека. Например, американская биотехнологическая компания «Affymetrix» с 1997 г. реализует ДНК-тест для анализа 18 известных генетических вариантов двух генов (2D6 и 2C19), относящихся к системе цитохрома Р450.

Поскольку количество генетических тестов постоянно увеличивается, целесообразность их использования в каждом конкретном случае и интерпретация результатов их применения требуют от врачей, а также от пациентов более глубокого понимания основных принципов генетики применительно к различным патологическим состояниям, например злокачественным новообразованиям. При оценке результатов генетических исследований важно учитывать те ограничения, которые имеет каждый из этих тестов. Даже при диагностике хорошо известных моногенных заболеваний (развитие которых обусловлено изменениями только в одном гене) с рецессивным или доминантным типом наследования процент выявления мутаций ниже 100 (за исключением синдрома Хантингтона и ломкой Х-хромосомы). Процент выявления мутаций для таких моногенных заболеваний, как болезнь Дюшенна (ген DMD), гемофилия А (F8C), муковисцидоз (CFTR), составляет 60–90, хотя есть такие новейшие тесты, которые позволяют выявлять мутации в 98–99% случаев. Недостаточная информативность некоторых тестов обусловлена сложной структурой исследуемых генов, а также появлением новых мутаций. Кроме того, определенные наследственные моногенетические заболевания являются генетически гетерогенными, то есть могут развиваться при дефекте одного из нескольких возможных генов. Например, гены BRCA1 и BRCA2 ассоциированы с развитием редкой формы наследственного рака молочной железы (РМЖ), хотя не исключено, что будут обнаружены и другие гены, связанные с этим заболеванием. Еще одним примером может служить поликистоз почек — моногенное заболевание с аутосомным доминантным типом наследования, развитие которого может быть обусловлено мутациями гена PKD1 на 16 хромосоме или гена PKD2 на 4 хромосоме.

Развитие многих заболеваний не всегда обусловлено простыми законами наследования. Даже при наличии доминантного аллеля, например гена BRCA1, ассоциированного с РМЖ, вероятность заболевания человека в возрасте 65 лет составляет 80, а не 100%.

Степень вероятности развития заболевания при наличии определенной мутации характеризуется понятием полной или неполной пенетрантности гена. Если ген характеризуется неполной пенетрантностью, то у человека с такой мутацией болезнь может не развиться.

Кроме генов BRCA1 и BRCA2, примером неполной пенетрантности могут служить различные аллели гена ApoE, с которыми связан повышенный риск развития у лиц пожилого возраста распространенной (спорадической) формы болезни Альцгеймера.

При наличии аллеля ApoE2, ApoE3 или ApoE4 риск развития этой формы заболевания оценивается соответственно как низкий, средний и высокий. Среди заболеваний, характеризующихся полной пенетрантностью, следует отметить синдром Хантингтона и семейный аденоматозный полипоз, приводящий к развитию рака толстой кишки.

Для лиц с соответствующими мутациями генов риск развития заболевания составляет 100%. Поэтому прогностические тесты подразделяют на пресимптоматические (предназначенные для прогнозирования развития заболеваний, характеризующихся полной пенетрантностью) и на тесты, определяющие предрасположенность к развитию заболевания (при неполной пенетрантности).

Пока недостаточно информативны генетические тесты в отношении мультифакториальных (или полигенных) заболеваний, развитие которых может быть обусловлено различными мутациями генов, оказывающими комплексное влияние, или совместным воздействием генов и факторов окружающей среды.

К ним можно отнести большинство широко распространенных заболеваний (например, сахарный диабет, артериальную гипертензию, злокачественные новообразования, шизофрению, спорадическую форму болезни Альцгеймера и др.).

За исключением редких форм этих болезней, которые относятся к наследственным, мутация гена, ассоциированного с заболеванием, не является единственным причинным фактором, а свидетельствует о предрасположенности к заболеванию лиц, у которых она выявлена.

Поэтому, если прогностические тесты в отношении некоторых редких форм злокачественных новообразований уже применяются в клинической практике, то тесты для выявления распространенных форм пока только испытываются.

Для клинических целей используют различные методы генетического тестирования.

«Генетическое тестирование — анализ человеческой ДНК, РНК, хромосом, белков, ферментов или метаболитов для определения связанных с наследственными заболеваниями генотипов, мутаций, фенотипов или кариотипов в клинических целях» (Final Report of the Task Force on Genetic Testing, Рабочая группа по генетическому тестированию, США, 1997).

Генетическое тестирование применяют для выявления носителей рецессивных аллелей генов, которые обусловливают наследственные заболевания, для прогнозирования риска развития заболеваний, для пренатальной диагностики или определения прогноза заболевания, для пренатального скрининга, для преимплантационной генетической диагностики, а также скрининга носителей и новорожденных.

Возможности современной генетической диагностики

Генные тесты уже эффективно используют в клинической практике.

Однако стоимость ДНК-тестирования, проводимого в клинических лабораториях, пока достаточно высока и в зависимости от размеров исследуемых генов, количества тестируемых мутаций и других факторов может колебаться от сотен до десятков тысяч долларов США.

Например, некоторые клиники в США при проведении экстракорпорального оплодотворения предлагают будущим родителям, которые относятся к группе высокого риска развития наследственных заболеваний (синдромов Тэя — Сакса, Хантингтона и др.

), провести тестирование оплодотворенных ооцитов на наличие соответствующих мутаций генов, после чего для внутриматочной имплантации отбирают только те эмбрионы, у которых отсутствуют гены, ассоциированные с заболеванием. Стоимость такого тестирования составляет 20–25 тыс. долларов.

В 1996 г.

был открыт ген, ассоциированный с гемохроматозом, наследственным заболеванием, клинические симптомы которого проявляются у лиц среднего возраста, когда накопление железосодержащих белков в различных органах и тканях может привести к необратимым и не поддающимся лечению нарушениям в организме. Сейчас уже разработан и вскоре появится на рынке ДНК-тест, позволяющий выявлять это заболевание на ранней стадии, когда его лечение может быть эффективным.

Однако применение генных тестов часто сопряжено с некоторыми пока не разрешенными проблемами.

Например, прогностическое тестирование людей, относящихся к группе риска развития синдрома Хантингтона, тяжелой прогрессирующей дегенеративной хореи, которая развивается у лиц среднего возраста, при положительном результате свидетельствует о неотвратимости развития болезни в будущем.

Но методы эффективной профилактики заболевания не разработаны, поэтому пациенты живут под постоянным психологическим давлением, зная, что их ожидает в будущем. Кроме того, при разглашении информации о данных тестирования существует риск дискриминации со стороны страховых медицинских компаний или по месту работы.

Разработаны также тесты для определения мутаций гена, ассоциированного с развитием муковисцидоза (около 200 долларов США). Однако этот ген имеет большие размеры и постоянно появляются сообщения об обнаружении новых мутаций (сейчас число обнаруженных мутаций достигло 1000).

При этом недостаточно точно установлена зависимость между наличием специфической мутации гена и тяжестью течения заболевания. В то же время с помощью имеющихся в продаже ДНК-тестов можно определить только наиболее часто встречающиеся мутации (около 70).

Поэтому отрицательный результат тестирования не может полностью исключить наличие заболевания.

Несмотря на проблемы, существующие в области генного тестирования, оно стремительно развивается.

Применение геномных технологий в диагностике болезней, создание баз генетических данных, развитие биоинформатики, робототехники — все это будет способствовать и более точному прогнозированию развития заболеваний, применению более эффективных методов лечения и целевой профилактики.

Многие специалисты считают, что в ближайшее время будет осуществлен поворот от диагностики и лечения к профилактике.

Если сегодня целью диагностики является ответ на вопрос: «какое заболевание у данного пациента», то завтра для эффективной профилактики необходимо будет ставить вопрос так: «у какого человека может развиться данное заболевание ».

Комбинация широкомасштабного применения методов генной диагностики, в том числе анализа экспрессии генов, и методов фармакогеномики позволит определять генетически детерминированные особенности метаболизма лекарственных веществ у пациентов и затем использовать специально разработанные для них лекарственные препараты, рекомендовать соответствующий образ жизни, что существенно повысит эффективность лекарственной терапии и снизит риск развития побочных реакций. Понимание особенностей функционирования генов в норме и при патологических состояниях в процессе развития или старения организма, при развитии злокачественных новообразований, при воздействии различных факторов внешней среды позволит контролировать не только развитие моногенетических, но и широко распространенных мультифакториальных заболеваний. Практическое значение генного тестирования увеличится, если будут разработаны и эффективные методы генной терапии.

?

Андрей Спасокукоцкий

Источник: https://www.apteka.ua/article/32624

Диагностика ДНК, роль в современной медицине

Диагностика ДНК в наши дни является одним из самых современных, точных и информативных методов медицинского обследования.

Диагностика ДНК позволяет выявить ряд генетических заболеваний не только у взрослого человека, но и ещё во время пренатального (дородового) периода развития плода.

В диагностике ДНК представляют интерес генные болезни, которые приводят к тяжелой, зачастую смертельной патологии. Хотя в отношении генных болезней пока малодоступны или отсутствуют методы лекарственной терапии.

Молекулярно-генетическая диагностика представляет собой исследование ДНК (индивидуальной), которую составляют гены, определяющие особенности живых организмов (вес, цвет глаз, наличие наследственных заболеваний). Генетическое диагностирование выявляет отсутствие, а также наличие либо изменение отдельного гена, которое проходит путем различных аналитических этапов.

Молекулярно- генетическая диагностика используется тогда, когда:

  • специфические генетические изменения четко связаны с клиническим фенотипом;
  • генные мутации вызывают склонность к болезни;
  • нужна пресимптоматическая диагностика и семейная профилактика (анализ семейной склонности к определенным болезням, скрининг специфических патологических мутаций).

Диагностика ДНК может выявить такие наследственные заболевания, как:

    Возможности современной генетической диагностики

  • нарушения жирового обмена;
  • мышечные нарушения;
  • тромбоз;
  • болезни раннего детства;
  • генетически обусловленный рак;
  • бесплодие;
  • нарушения метаболизма;
  • и другие.

Пресимптоматическая диагностика ДНК – это новая возможность в ряде случаев, когда можно осуществить эффективное превентивное лечение и предпринять профилактические меры.

Даже в случаях, когда лечение для заболевания отсутствует, информация о наличии или отсутствии патологического гена имеет большое моральное, психологическое значение для членов тех семей, у которых есть случаи какого-либо наследственного заболевания.

Это служит важнейшим фактором в случаях, когда нужно принимать жизненно важные решения, связанные с планированием семьи, детей, выбора профессии и т.д.

По статистике, десять процентов всех онкологических заболеваний связано с наследственностью. Диагностика ДНК может дать оценку риска развития болезни путем анализа генных мутаций, которые ответственны за такой риск. Зная результат, можно принять правильное решение относительно уменьшения риска и профилактики при ранней диагностике рака.

Генетическая диагностика человека может предоставлять информацию и его родственникам, поскольку в случае выявления генной мутации есть риск, что кто-то из родственников также может нести эти мутации. А пресимптоматическая диагностика ДНК родственников (членов семьи) позволяет дать реальную возможность человеку предотвратить болезнь.

Необходимым условием для проведения диагностики является знание гена, являющимся ответственным за заболевание.

В настоящее время известны гены многих тяжелых распространенных наследственных болезней, также известны гены и для менее распространенных редких заболеваний.

Трудно сейчас оценить, для какого количества болезней проводится или может быть проведена диагностика ДНК, т.к. это количество уже на данный момент огромно.

Специфическая особенность наследственных болезней – это то, что в большинстве случаев их причиной являются изменения ДНК. Поэтому, диагностика ДНК как технология, которая направлена на то, чтобы обнаружить причины заболевания, является на данный момент времени наиболее адекватным, информативным и объективным подходом к диагностике наследственных болезней.

Источник: http://DNKex.ru/diagnostika-dnk-rol-v-sovremennoy-medicine/

Пренатальная генетическая диагностика

… недавние открытия в области современных молекулярных технологий значительно повысили возможность диагностики генетических патологий плода во время беременности.

Возможности современной генетической диагностикиПренатальная генетическая диагностика (или определения генетического статуса плода во время беременности) позволяет супругам подготовиться к возможным медицинским проблемам в будущем, по возможности предотвратить развитие некоторых осложнений и принять решение относительно сохранения (пролонгирования) беременности в случае выявления тяжелых генетических нарушений у плода. Также пренатальная генетическая диагностика проводится при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) в виде генетического исследования эмбриона в целях выявления генетической аномалии (определяется наличие маркеров около 6000 наследственных заболеваний). В матку переносятся только здоровые эмбрионы, что таким образом позволяет избежать необходимости прерывания беременности из-за тяжелого заболевания плода.

Большинство генетических синдромов вызвано:

  1. серьезными хромосомными аберрациями (хромосомными мутациями, хромосомными перестройками, которые изменяют структуру хромосом);
  2. микроделециями (потеря участка хромосомы) и микродупликациями (удвоение участка хромосомы);
  3. моногенными мутациями (менделевское наследование; менделевские нарушения включают синдромы, которые вызваны моногенными мутациями, которые могут передаваться по Х-сцепленному, аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному типу наследования).

Для чего важно знать тип наследования и точную генетическую основу заболевания? В тех случаях, когда у ребенка есть менделевское генетическое заболевание, тип наследования определяет риск повторного рождения больного потомства у родителей. Например, если заболевание было унаследовано по аутосомно-рецессивному типу, то оба родителя здоровы, но каждый является носителем мутации в одной из двух копий одного и того же гена, что приводит к развитию специфического заболевания. У такой пары риск рождения больного ребенка равен 25% при каждой беременности, в то время как этот же риск при беременности у здорового потомства очень низок — менее 1%. Однако при Х-сцепленном типе наследования риск повторного рождения больного ребенка у здоровых женщин в семье может достигать 25%. Поэтому умение различать типы наследования позволяет точно оценить репродуктивные риски здоровых членов семьи. Рассмотрим основные методы, используемые в настоящее время для диагностики генетических патологий плода во время беременности.  Кариотипировании плода позволяет выявить серьезные хромосомные аберрации. Хромосомные аберрации, нарушая баланс наследственных факторов, являются причиной многообразных отклонений в строении и жизнедеятельности организма, проявляющихся в так называемых хромосомных болезнях. Для всех форм хромосомных болезней характерна множественность проявлений в виде врожденных пороков развития. С целью кариотипирования плода производится биопсия ворсин хориона между 11 — 13-й неделями беременности или амниоцентез, начиная с 16-й недели.

 Определение толщины воротниковой зоны (ВЗ) плода, определение концентрации свободного -чХГ (человеческого хорионического гонадотропина) сыворотки матери и определение РАРР-А (ассоциированного с беременностью протеина-А плазмы) – это те скрининговые методы пренатальной генетической диагностики, которые позволяют выявить около 90% случаев трисомии 21-й хромосомы и других основных анеуплоидий (изменений нормального числа хромосом в клетках) в I триместре беременности с частотой ложноположительных результатов, равной 5%.

 Оценка толщины носовой кости и оценка кровотока в венозном протоке, печеночной артерии и в трикуспидальном клапане являются теми параметрами, которые определяют с целью повышения частоты выявления аномалий. Проведение биохимического скрининга на 9 — 10-й неделе и ультразвуковое сканирование на 12-й неделе могут еще больше повысить частоту выявления анеуплоидий плода. При беременностях двойней скрининг на хромосомные аномалии включает вычисление риска с учетом сочетания возраста матери и толщины ВЗ плода. Частота выявления хромосомных аномалий может быть также повышена дополнительным проведением биохимического анализа крови матери.  Скрининг на анеуплоидию плода во II триместре беременности. Частота выявления некоторых анеуплоидий плода во II триместре равна 30% при учете только возраста матери (!только лишь возраст матери является недостаточным критерием для пренатального скрининга на анеуплоидию, и он не должен использоваться как основание для рекомендации инвазивного тестирования при том, что можно провести биохимическое исследование), 60 — 65% — с учетом сочетания возраста матери и уровня альфа-фетопротеина и -чХГ, 65 — 70% — с дополнительным исследованием уровня свободного эстриола и 70 — 75% — с дополнительным определением уровня ингибина А, при этом частота ложноположительных результатов равна 5%. Если измеряется уровень общего чХГ, а не свободного, то частота выявления снижается на 5%.  Ультразвуковое исследование плода и хромосомные анеуплоидии. Наличие «слабых маркеров» при ультразвуковом исследовании (УЗИ) плода повышает риск присутствия анеуплоидии плода, однако они не являются определяющими. Индивидуальные слабые маркеры различаются в зависимости от связи с плодовой анеуплоидией. Выявление нескольких слабых маркеров повышает значимость их обнаружения в сравнении с выявлением тех же маркеров по отдельности. Фетальные сонографические (т.е. ультразвуковые) маркеры, связанные с повышенным риском анеуплоидии плода (а также нехромосомных нарушений), включают утолщение ВЗ, эхогенный кишечник, легкую степень вентрикуломегалии, эхогенные внутрисердечные очаги и кисты сплетений хориона. Дополнительные маркеры, такие как одна пупочная артерия, пиелэктазия и расширенная большая цистерна, связаны с повышенным риском нехромосомных нарушений, если обнаруживаются по отдельности.  Скрининг на анеуплоидию плода в крови матери. Недавно было доказано, что определение синдрома Дауна плода путем секвенирования (определения аминокислотной или нуклеотидной последовательности) циркулирующей, свободной от клеток, ДНК плода в материнской плазме является надежным тестом с высокой чувствительностью и специфичностью. Однако для определения трисомии по 13-й и 18-й хромосомам требуется соответствующий био-информатический анализ последовательности генов из-за различного содержания чХГ.  FISH-анализ позволяет выявить микроделеции и микродупликации, а также используется при подозрении на какое-либо заболевание, например, синдром Ди-Джорда или Виллиамса. Эта технология основана на гибридизации специфичных геномных зондов с участком хромосомы. Если определенный участок генома отсутствует, то флюоресцентный сигнал будет отсутствовать.  Сравнительная геномная гибридизация (СГГ) – это тот метод, который позволяет выявить изменения числа малых геномных копий, когда нет возможности заподозрить какой-либо диагноз. СГГ-исследование — это недавно разработанная технология, основанная на гибридизации двух образцов ДНК (одна — от пациента, другая — контроль), маркированных разными флюоресцентными красками с микроматрицей определенных фрагментов ДНК, фиксированных на предметном стекле.

 «Секвенирование следующего поколения» это та новая технология, которая позволяет с помощью анализа специфических мутаций или параллельного секвенирования большого числа генов выявить мутации в одном гене (вызывающие моногенные заболевания). Этот метод позволяет определить последовательность всех кодирующих (белки) генов за несколько недель. Также возможно секвенирование целого генома.

Источник: http://doctorspb.ru/articles.php?article_id=2716

Диагностика генетических заболеваний

  • Генная терапия включает следующие этапы:
  • 1) получение клеток от больного (в генной терапии разрешено использовать только соматические клетки человека);
  • 2) введение в клетки лечебного гена для исправления генетического дефекта;
  • 3) отбор и размножение «исправленных» клеток;
  • 4) введение «исправленных» клеток в организм пациента.

Впервые успешно применить генную терапию удалось в 1990 г. Четырехлетней девочке, страдающей тяжелым иммунодефицитом (дефект фермента аденозиндезаминазы), были введены собственные лимфоциты со встроенным нормальным геном аденозиндезаминазы. Лечебный эффект сохранялся в течение нескольких месяцев, после чего процедуру пришлось регулярно повторять, поскольку исправленные клетки, как и другие клетки организма, имеют ограниченный срок жизни. В настоящее время генную терапию используют для лечения более десятка наследственных заболеваний, в том числе гемофилии, талассемии, муковисцидоза.

Трудности диагностики обусловлены прежде всего тем, что формы наследственных болезней очень многообразны (около 2000) и каждая из них характеризуется большим разнообразием клинической картины.

Некоторые формы встречаются крайне редко, и врач в своей практике может не встретиться с ними.

Поэтому он должен знать основные принципы, которые помогут ему заподозрить нечасто встречающиеся наследственные заболевания, а после дополнительных консультаций и обследований поставить точный диагноз.

Диагностика наследственных болезней основывается на данных клинического, параклинического и специального генетического обследования.

В тех случаях, когда диагноз больному не поставлен и необходимо уточнить его, особенно при подозрении на наследственную патологию, используют следующие специальные методы:

1) подробное клинико-генеалогическое обследование проводится во всех случаях, когда при первичном клиническом осмотре возникает подозрение на наследственное заболевание. Здесь следует подчеркнуть, что речь идет о подробном обследовании членов семьи. Это обследование заканчивается генетическим анализом его результатов;

2) цитогенетическое исследование может проводиться у родителей, иногда у других родственников и плода. Хромосомный набор изучается при подозрении на хромосомную болезнь для уточнения диагноза. Большую роль цитогенетического анализа составляет пренатальная диагностика.

3) биохимические методы широко применяются в тех случаях, когда имеется подозрение на наследственные болезни обмена веществ, на те формы наследственных болезней, при которых точно установлены дефект первичного генного продукта или патогенетическое звено развития заболевания.

4) иммуногенетические методы применяют для обследования пациентов и их родственников при подозрении на иммунодефецитные заболевания, при подозрении на антигенную несовместимость матери и плода, при установлении истинного родительства в случаях медико-генетического консультирования или для определения наследственного предрасположения к болезням.

5) цитологические методы применяются для диагностики пока еще небольшой группы наследственных болезней, хотя возможности их достаточно велики. Клетки от больных можно исследовать непосредственно или после культивирования цитохимическими, радиоавтографическими и другими методами.

6) метод сцепления генов применяется в тех случаях, когда в родословной имеется случай заболевания и надо решить вопрос, унаследовал ли пациент мутантный ген. Это необходимо знать в случаях стертой картины заболевания или позднего его проявления.

В настоящее время проводится массовый скрининг новорожденных в роддомах для выявления некоторых наследственных заболеваний. Данные исследования позволяют поставить диагноз в ранние сроки и своевременно назначить эффективное лечение.

Больших успехов в последнее десятилетие достигла пренатальная диагностика наследственных заболеваний и врожденных пороков развития. Широкое распространение в медицинской практике получили следующие методы: ультразвуковое исследование, амниоцентез, биопсия хориона, кордоцентез, определение альфа-фетопротеина и хориогонина, ДНК- диагностика.

Огромный вклад в диагностику хромосомных болезней внесли генетики, внедрив в практику медицины метод дифференциальной окраски хромосом. С помощью этого метода можно определить количественные и структурные перестройки хромосом.

Большое теоретическое и практическое значение имеет изучение групп сцепления у человека и построение карт хромосом. В настоящее время у человека относительно изучены все 24 группы сцепления.

Наиболее распространенным и эффективным методом профилактики наследственных болезней и врожденных пороков развития является медико-генетическое консультирование, направленное на предупреждение появления в семье больных детей. Врач-генетик рассчитывает риск рождения ребенка с тяжелой наследственной патологией и при высоком риске, при отсутствии методов пренатальной диагностики дальнейшее деторождение в данной семье не рекомендуется.

  1. С целью предупреждения рождения детей с наследственно детерминированными болезнями необходимо объяснять вред близкородственных браков молодым людям, планирующим создание семьи.
  2. Беременным женщинам в возрасте старше 35 лет необходимо обследование у врача-генетика для исключения у плода хромосомной патологии.
  3. Таким образом, применение достижений генетики в практической медицине способствует предупреждению рождения детей с наследственными заболеваниями и врожденными пороками развития, ранней диагностике и лечению больных.

Принято считать специфический генетический риск до 5% низким, до 10% — повышенным в легкой степени, до 20% — средним и выше 20% — высоким.

Можно пренебречь риском, не выходящим за пределы повышенного в легкой степени, и не считать его противопоказанием к дальнейшему деторождению.

Лишь генетический риск средней степени расценивается как противопоказание к зачатию или как показание к прерыванию уже имеющейся беременности, если семья не хочет подвергаться риску [1,2-4].

Источник: https://studbooks.net/861116/meditsina/diagnostika_geneticheskih_zabolevaniy

Дети будущего: Зачем редактировать гены и отбирать эмбрионы

В конечном итоге наша деятельность сводится к тому, чтобы вместо больного ребенка родился здоровый. Отбор, описанный выше, — один из способов этого добиться. Но есть другой вариант: те эмбрионы, которые есть, изменить так, чтобы они стали нормальными. Бытовое название у этого — редактирование генома.

Сейчас появились хорошие технологии, которые позволяют это делать достаточно эффективно, в том числе технология CRISPR/Cas9. Что сделали в Китае: там взяли человеческий эмбрион и заменили ген, приводящий к мутации рака в молочной железе и яичниках, на нормальный.

Эмбрион, разумеется, не переносили в матку, так что его развитие, как и положено, остановилось на 6-й день.

В Китае это разрешено. В остальном мире после этого начали суетиться — больше всех те, кто занимался технологией CRISPR/Cas9, но не на эмбрионах, а на образцах клеток, выделенных из периферической крови.

Это так называемая ex vivo генная терапия, когда берут клетки из периферической крови, отбирают лейкоциты, вносят в них определенные генетические изменения, а потом пересаживают обратно. Таким образом можно лечить некоторые заболевания, связанные с работой костного мозга.

Люди, которые этим занимаются, испугались, что сейчас генотерапию закроют всю, и, чтобы этого не допустить, они выступили с призывом запретить конкретно работу с эмбрионами. В Штатах такие опыты запретили.

Главный вопрос касательно технологии CRISPR/Cas9 или того, что проделали в Китае, — это насколько много или мало они создают новых мутаций, помимо тех, что они исправляют. С любой генотерапией такая опасность есть.

В свое время генотерапия была очень сильно заторможена одним очень негативным клиническим случаем: ребенка лечили от некоего наследственного заболевания, но параллельно исправлениям в клетках случилась какая-то другая мутация, из-за чего у ребенка возник рак крови.

После этого генотерапия стала развиваться гораздо медленнее, чем могла бы, потому что сырую технологию слишком рано запустили в клиническое применение.

Технология CRISPR/Cas9 находится в процессе анализа. Для того чтобы выяснить, достаточно ли она точна, проводится огромный объем научной работы.

В Китае же было принципиально показать, что отредактировать человеческий эмбрион возможно. Дальше будет длинный период, когда эта технология будет подтверждать свою эффективность, безопасность, точность и так далее.

Когда выяснится, что на 99 % всё хорошо, то, скорее всего, ею можно будет пользоваться.

CRISPR (Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) — система, на основе которой разработан одноименный метод генной инженерии CRISPR/Cas9, позволяющий «редактировать» геном человека.

Источник: https://www.wonderzine.com/wonderzine/life/life-interview/214681-preimplantation-genetic-diagnosis

Что такое генетическое исследование?

В этом буклете Вы найдете некоторые данные о генетическом исследовании, включая информацию о том, что представляет собой генетический тест, зачем он может Вам понадобиться, а также возможную пользу от него и риски.

Чтобы понять, что такое генетический тест, будет полезно вначале узнать, что такое гены и хромосомы.

Что такое гены и хромосомы?

Наше тело состоит из миллионов клеток. Большинство клеток содержат полный набор генов. У человека более 20 тысяч генов. Гены можно сравнить с инструкциями, которые используются для контроля роста и согласованной работы всего организма. Гены отвечают за множество признаков нашего организма, например, за цвет глаз, группу крови или рост.

Гены расположены на нитевидных структурах, называемых хромосомами. В норме, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей – 23 от мамы, и 23 от папы, поэтому мы похожи на своих родителей.

Таким образом, у нас два набора по 23 хромосомы, или 23 пары хромосом. Так как на хромосомах расположены гены, мы наследуем по две копии каждого гена, по одной копии от каждого из родителей.

Хромосомы (следовательно, и гены) состоят из химического соединения, называемого ДНК.

Иногда в одной копии гена возникает изменение (мутация), которая нарушает нормальную работу гена. Такая мутация может привести к развитию генетического (наследственного) заболевания, так как измененный ген не передает нужную информацию для организма.

Примерами наследственных заболеваний могут служить синдром Дауна, муковисцидоз, фенилкетонурия и различные формы мышечных дистрофий.

Генетическое тестирование

Генетическое тестирование может помочь определить, имеются ли паталогические изменения в отдельном гене или хромосоме. Обычно для этого необходимы образцы крови или тканей. Существует много причин, зачем человеку может понадобиться генетическое исследование. Некоторые из этих причин перечислены ниже:

  • У Вас или Вашего партнера есть ребенок с трудностями обучения, задержкой развития или проблемами со здоровьем. Ваш врач полагает, что это может быть связано с генетическими причинами.
  • Ваш врач полагает, что у Вас наследственное заболевание, и хочет подтвердить диагноз.
  • У кого-то из членов Вашей семьи есть наследственное заболевание. Вы хотите знать, есть ли риск того, что у Вас в течение жизни разовьется это заболевание.
  • У Вас или Вашего партнера есть наследственное заболевание, которое может передаться от роди к детям.
  • Во время беременности Вам уже было проведено другое исследование (например, ультразвуковое исследование, определение толщины воротникового пространства, или анализ крови). Результаты этого теста показали, что существует повышенный риск для Вашего ребенка иметь наследственное заболевание.
  • У Вас или Вашего партнера были случаи невынашивания или мертворождения.
  • Некоторые виды рака были выявлены у нескольких Ваших близких родственников.
  • Существует повышенный риск иметь ребенка с определенным наследственным заболеванием, потому что Вы принадлежите определенной этнической группе. Примерами этого могут служить периодическая болезнь у армян, рецессивный остеопетрозу чувашей, болезни Гоше и Тея-Сакса у евреев-ашкенази.

Врачам-генетикам не всегда необходимо проводить генетическое исследование. Они также могут поставить диагноз наследственного заболевания по результатам клинического обследования, или сказать Вам о риске, используя данные составленной  с Вашей помощью подробной родословной.

Преимущества и риски генетического тестирования

Решение о том, проходить или нет генетическое исследование, принимаете Вы. Поэтому важно, чтобы Вы обсудили и поняли всю информацию, которая была Вам предоставлена, чтобы помочь принять решение. Также важно, чтобы у Вас была возможность обсудить с доктором любые вопросы или сомнения, которые могут у Вас возникнуть.

Генетическое исследование может быть очень полезным, но существуют также значительное количество рисков и ограничений. Важно понимать преимущества и риски до того, как Вы примете решение.

Некоторые из этих преимуществ и рисков обсуждаются ниже. Этот перечень неполон, и не все обсуждаемые вопросы будут иметь отношение именно к Вашей ситуации.

Однако они могут предложить Вам некоторые темы для размышления и обсуждения с врачом.

Преимущества

Генетическое исследование способно сообщить Вам точную информацию о генетических особенностях, как Ваших, так и Вашего ребенка. Для большинства людей подобное разрешение неопределенности является очень важным, даже если полученные новости плохи. Если же новости хорошие, это может принести огромное облегчение.

Генетическое исследование может помочь установить точный диагноз наследственного заболевания. Если человеку поставлен точный диагноз, может быть предложено адекватное лечение, если оно существует.

Если результаты генетического исследования показывают, что у вас есть повышенный риск развития какого-либо заболевания в течение жизни (например, рака груди), Вам может быть предложена программа регулярных обследований, чтобы свести риск к минимуму.

Результаты генетического исследования могут предоставить полезную информацию при планировании беременности. Если известно, что Вы или Ваш партнер имеют высокий риск иметь ребенка с наследственным заболеванием, возможно проведение исследования еще нерожденному ребенку во время беременности (пренатальная диагностика), чтобы выяснить, заболеет ли он.

Так как наследственные заболевания часто передаются внутри семьи, информация о Ваших генетических особенностях может быть полезной другим членам семьи.

Если Ваши родственники будут осведомлены, что в семье передается наследственное заболевание, это может помочь им избежать постановки неверных диагнозов и потери времени.

Эта информация может также быть им полезной при планировании беременности.

Возможные риски и ограничения

Проведение генетического обследования, ожидание результатов, и, затем, их получение может вызвать широкий спектр различных чувств, таких, как облегчение, страх, тревога или чувство вины. Важно стараться воспринимать как хорошие, так и дурные новости в контексте возможных последствий для Вас и Вашей семьи.

Генетический тест способен подтвердить диагноз, однако, может оказаться, что нет путей воздействия или лечения для данного конкретного заболевания.

У некоторых людей генные или хромосомные изменения (мутации) не выявляются. Это не означает, что их нет. Некоторые генетические изменения крайне сложно обнаружить даже самыми современными лабораторными методами. В таких случаях попытки уточнения диагноза могут оказаться весьма разочаровывающими. Вам следует обсудить с доктором такую возможность.

Для некоторых состояний даже выявление определенной мутации или измененной хромосомы не позволяет сказать, насколько тяжело у человека будет протекать заболевание.

Генетические мутации часто передаются из поколения в поколение. Таким образом, результаты Вашего генетического исследования могут сделать очевидной генетическую информацию других членов семьи, особенно их собственный риск иметь наследственное заболевание. Захотят ли члены семьи знать об этом?

Может оказаться важным понять, каким образом результаты генетического исследования могут отразиться на Вашей страховке или профессиональной занятости, прежде чем углублять обследование.

Результаты исследования иногда могут раскрыть семейные тайны, в том числе вопросы отцовства и усыновления.

Источник: http://www.dnalab.ru/need-to-know/genetic-testing

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector