Sadržaj
- Genetika nasuprot genomike
- Uloga genomskog ispitivanja
- Genomsko testiranje na rak
- Kućno genomsko ispitivanje
Genomsko testiranje često se miješa s genetskim ispitivanjem. Glavna je razlika u tome što su genetski testovi dizajnirani za otkrivanje mutacije jednog gena (poput mutacija BRCA1 i BRCA2 povezane s rakom dojke i jajnika), dok genomski testovi promatraju sve vaše gene.
Širi pogled na vašu genetsku strukturu - uključujući kako su geni sekvencirani i kako utječu jedni na druge - genomsko testiranje može pružiti uvid u to kako vaše tijelo djeluje na molekularnoj razini i što to znači u smislu rizika od bolesti, napredovanja ili recidiv.
Genomsko testiranje obično se koristi u liječenju raka kako bi se utvrdilo kako će se tumor vjerojatno ponašati. To može pomoći liječnicima da predvide koliko će vaš rak biti agresivan i hoće li se vjerojatno proširiti (metastazirati) na druge dijelove tijela.
Genomsko ispitivanje središnji je alat u razvoju personalizirane medicine kojem je cilj prilagoditi liječenje, proizvode i prakse pojedincu.
Genetika nasuprot genomike
Iako su genetika i genomika povezane s genima, oni imaju posve različite ciljeve i primjenu.
Genetika
Genetika je proučavanje učinaka koje geni imaju na pojedinca. Geni pružaju tijelu upute o tome kako stvarati proteine; proteini zauzvrat određuju strukturu i funkciju svake stanice tijela.Geni se sastoje od gradivnih blokova, nazvanih DNA, koji su poredani u niz koji se naziva "baze". Redoslijed baza ili baza podataka odredit će koje se upute šalju i kada.
Iako su mnogi geni kodirani da proizvode specifične proteine, drugi nekodirani geni reguliraju kako i kada se proteini proizvode (u osnovi uključuju i isključuju određene gene). Svaka aberacija u načinu rada gena može utjecati na rizik od određenih bolesti, ovisno o tome koji su proteini pogođeni.
U nekim slučajevima mutacija jednog gena može se dodijeliti bolestima kao što su cistična fibroza, mišićna distrofija i bolest srpastih stanica.
Genetski testovi mogu tražiti bilo koju genetsku mutaciju koju ste naslijedili od roditelja, bilo da biste potvrdili dijagnozu, predvidjeli budući rizik ili utvrdili jeste li nositelj.
Genomika
Genomika je proučavanje strukture, funkcije, mapiranja i evolucije cjelokupnog skupa DNA, uključujući sve gene. Genetski materijal plus sve sekvence nazivaju se genom. Cilj genomike je analizirati funkciju i strukturu genoma kako bi se:
- Shvatite kako složeni biološki sustavi, poput kardiovaskularnog sustava i endokrinog (hormonskog) sustava, utječu jedni na druge
- Predvidite koji bi se problemi mogli pojaviti ako genetske interakcije ometaju normalne biološke funkcije
Sve u svemu, u ljudskom genomu postoji između 20.000 i 25.000 različitih gena koji kodiraju proteine i otprilike 2.000 nekodiranih regulatornih gena.
Genomika je važna jer nam pomaže razumjeti zašto su neki ljudi genetski predisponirani za određene bolesti (čak i ako ne razumijemo kako određeni geni međusobno djeluju). Umjesto da identificira jedan genetski put, genomika procjenjuje mnoštvo genetskih varijabli koje utječu na razvoj i / ili liječenje bolesti, poput raka ili dijabetesa.
Za razliku od genetike, genomika nije ograničena na nasljedne mutacije. Identificira kako vaš genetski sastav utječe na tijek bolesti i, obrnuto, kako liječenje okolišem, načinom života i lijekovima može pokrenuti mutacije koje mijenjaju taj tijek.
Razumijevanjem ovih varijabli koje se stalno mijenjaju, liječnici mogu donijeti informiraniji izbor u liječenju, često preventivno.
Uloga genomskog ispitivanja
Genomsko testiranje temelji se na našem trenutnom razumijevanju ljudskog genoma, procesu koji je započeo suradničkim projektom ljudskog genoma od 1990. do 2003. godine.
U godinama sazivanja znanstvenici su mogli sve više identificirati koje genetske anomalije prevode ne samo na razvoj bolesti već i na obilježja bolesti. To je pružilo uvid u to zašto neki ljudi razvijaju agresivniji oblik raka, dulje žive s HIV-om ili ne reagiraju na određene oblike kemoterapije.
Iako genetski testovi mogu potvrditi ili isključiti sumnju na genetsko stanje, genomika testira korak dalje pružajući nam:
- Oznake rizika kako bi se pretražio bolest
- Prognostički biljezi za predviđanje brzine napredovanja bolesti, vjerojatnosti ponovnog pojavljivanja i vjerojatnog ishoda bolesti
- Prediktivni biljezi za usmjeravanje izbora liječenja i izbjegavanje toksičnosti
- Oznake odgovora kako bi se utvrdila učinkovitost različitih tretmana
Iako se genomika usredotočuje na implikacije našeg genetskog sastava, bez obzira na sve ostale čimbenike, ona se ne koristi izolirano.
Rastući pokret prema personaliziranoj medicini mijenja način na koji pristupamo bolestima općenito. Umjesto jedinstvenog rješenja, personalizirana medicina uzima u obzir veliku varijabilnost u genetici, okolišu i načinu života kako bi ponudila prilagođenije rješenje za svakog pojedinca.
Kako test funkcionira
Genomski testovi obično se nude kao panel ciljanih gena, u rasponu od analize genetskih "žarišta" (dobro utvrđenih mjesta mutacije) do potpunog sekvenciranja gena. Ispitivanja se obično izvode u specijaliziranom laboratoriju certificiranom prema Izmjenama i dopunama kliničkog laboratorija (CLIA) iz 1988. Danas u Sjedinjenim Državama postoji više od 500 genetičkih laboratorija certificiranih za CLIA.
Za većinu testova potreban je uzorak krvi ili sline ili bris unutarnje strane obraza (poznat kao bukalni razmaz). Ovisno o ciljevima testa, može vam trebati samo nekoliko kapi krvi ili nekoliko bočica. Biopsija tumora ili koštane srži može biti potrebna ljudima koji boluju od raka.
Nakon što se dobije uzorak, obično treba između jednog i četiri tjedna da bi se dobili rezultati. Ovisno o stanju koje se liječi, pri ruci vam može biti genetski savjetnik koji će vam pomoći razumjeti ograničenja testa i što rezultati znače, a ne znače.
Sekvenciranje sljedeće generacije
Sljedovanje sljedeće generacije (NGS) primarni je alat za genomsko ispitivanje. Koristi se za identificiranje i procjenu genetske sekvence milijuna kratkih segmenata DNA nazvane "čita". Očitavanja se zatim sastavljaju u cjeloviti slijed kako bi se utvrdilo koje su genetske varijacije (varijante) prisutne i što znače.
NGS je izuzetno fleksibilan i može se koristiti za sekvenciranje samo nekoliko gena, poput nasljedne ploče za rak dojke ili cijelog genoma koji se obično koristi u istraživačke svrhe za otkrivanje rijetkih bolesti.
Budući da većina inačica ima malo ili nimalo poznatog utjecaja na ljudsko zdravlje, one će se filtrirati kako bi se identificiralo nekoliko medicinski značajnih. Te će se varijante tada bodovati na skali od pet bodova u rasponu od:
- Benigni (ne uzrokuju bolesti)
- Vjerojatno benigna
- Neizvjesno
- Vjerojatno patogeni (uzročnici bolesti)
- Patogeni
Iako će većina laboratorija izvijestiti o patogenim i vjerovatno patogenim nalazima, neki će također uključiti i nesigurne, vjerojatno benigne i dobroćudne nalaze. Također bi bilo uključeno tumačenje certificiranog genetičara.
Primarni i sekundarni rezultati
Rezultati koji su izravno povezani sa sumnjom na stanje odnose se na primarne rezultate, dok se oni koji su medicinski značajni, ali nepovezani nazivaju sekundarnim (ili slučajnim) rezultatima.
Sekundarni nalazi često su relevantni i mogu otkriti genetski rizik osobe od buduće bolesti, status nositelja ili farmakogenetski nalaz (kako vaše tijelo obrađuje određeni lijek). U nekim se slučajevima mogu izvršiti i ispitivanja roditelja kako bi se utvrdilo koje se varijante dijele, a koje dijele de novo (nije naslijeđeno).
Genomsko testiranje na rak
Razvoj genomskog testiranja dogodio se više-manje zajedno s porastom ciljanih terapija raka. Kako su znanstvenici počeli shvaćati kako su određene genetske inačice pretvorile normalne stanice u kancerogene, uspjeli su razviti testove za provjeru određenih varijanti i razviti lijekove koji ciljaju te gene.
Danas su genomska ispitivanja postala sve sastavni dio liječenja i upravljanja mnogim različitim vrstama raka, uključujući rak dojke i rak pluća.
Iako genetski testovi mogu pomoći u identificiranju čovjekove opasnosti od raka, genomsko testiranje pomaže nam u identificiranju genetskih biljega povezanih sa karakteristikom bolesti. Omogućuje nam predviđanje vjerojatnog ponašanja tumora, uključujući brzinu rasta i vjerojatnost metastaziranja.
To je važno s obzirom na to da su stanice tumora sklone brzoj mutaciji. Čak i ako je jedna genetska varijanta odgovorna za porast tumora, sama bolest može proći mnogo različitih tečajeva, neki agresivni, a drugi ne. Iako genetski test može pomoći u identificiranju zloćudne bolesti, genomski test može identificirati najučinkovitije načine liječenja.
Štoviše, ako tumor iznenada mutira, genomski test može uočiti je li mutacija prihvatljiva za ciljanu terapiju. Jedan od takvih primjera je lijek Nerlynx (neratinib) koji se koristi za ciljanje i liječenje HER2-pozitivnog karcinoma dojke u ranoj fazi.
Usporedba genetskog i genomskog testiranja na rak dojke
GenetikaProučavanje nasljednih genetskih osobina, uključujući one povezane s određenim bolestima
Genetika utvrđuje rizik od nasljeđivanja raka od roditelja
Test BRCA1 i BRCA2 može predvidjeti rizik od oboljenja od raka dojke ili jajnika
Nakon što saznate rizik od raka dojke, možete poduzeti korake za aktivno smanjenje rizika
Proučavanje aktivnosti i interakcije gena u genomu, uključujući njihovu ulogu u određenim bolestima
Jednom kad imate rak, genomika utvrđuje kako će se tumor ponašati
Testovi raka dojke Oncotype DX i PAM50 koriste se za profiliranje tumora i predviđanje kako ćete reagirati na kemoterapiju
Na temelju rezultata genomskog testa, vi i vaš liječnik možete odlučiti koje su mogućnosti liječenja najprikladnije nakon operacije
Kućno genomsko ispitivanje
Kućna genomska ispitivanja već su se uvukla u našu svakodnevicu, počevši uglavnom izdavanjem kućnog genetskog pribora 23andMe izravno do potrošača 2007. godine.
Iako su neki kućni genetski testovi, poput testova AncestryDNA i National Geographic Geno 2.0, dizajnirani isključivo za traženje predaka osobe, 23andMe ponudio je potrošačima priliku da prepoznaju rizik od određenih genetskih zdravstvenih poremećaja.
To je poslovni model koji je ispunjen izazovima. Američka uprava za hranu i lijekove (FDA) naredila je 2010. 23andMe i drugim proizvođačima kućnih genetskih testova povezanih sa zdravljem da zaustave prodaju uređaja, za koje je regulator smatrao da su "medicinski uređaji" prema saveznom zakonu.
U travnju 2016., nakon višegodišnjih pregovora s FDA-om, 23andMe je dobio pravo da objavi svoj test rizika genetskog zdravlja za osobni genom koji može pružiti informacije o predispoziciji osobe za sljedećih 10 bolesti:
- Nedostatak alfa-1 antitripsina (genetski poremećaj povezan s bolestima pluća i jetre)
- Celijakija
- Primarna distonija s ranim početkom (nehotični poremećaj pokreta)
- Nedostatak faktora XI (poremećaj zgrušavanja krvi)
- Gaucherova bolest tip 1
- Nedostatak glukoze-6-fosfat dehidrogenaze (poremećaj crvenih krvnih stanica)
- Nasljedna hemokromatoza (poremećaj preopterećenja željezom)
- Nasljedna trombofilija (poremećaj zgrušavanja krvi)
- Kasno nastala Alzheimerova bolest
- Parkinsonova bolest
Testovi na bazi sline nude istu razinu preciznosti kao i oni koje koriste liječnici.
Unatoč prednostima ovih proizvoda, među zagovornicima i dalje postoji zabrinutost zbog potencijalnog rizika od diskriminacije ukoliko bi se genetske informacije dijelile bez odobrenja potrošača. Neki ukazuju na činjenicu da je farmaceutski div GlaxoSmithKline (GSK) već investitor u 23andMe i planira koristiti rezultate ispitivanja pet milijuna kupaca više za dizajn novih farmaceutskih lijekova.
Kako bi se suprotstavio kritikama, 23andMe je savjetovao FDA da će rezultati biti "de-identificirani", što znači da potrošačev identitet i podaci neće biti podijeljeni s GSK-om.