Transcript genetické testy

Genetické testy
Pojem „genetický test“ je velice široký a mnohdy
nejde jen o test DNA.
Genetické testy v rámci prenatální diagnostiky
Testování ještě nenarozeného jedince zaujímá specifické místo ve
schématu zdravotní péče.
Úplně nejčastějším "genetickým vyšetřením" je ve skutečnosti
vlastně vyšetření biochemické. V rámci tzv. biochemického
screeningu, který se zpracovává z periferní krve odebrané budoucí
matce, se určuje případné zvýšené riziko vybraných vrozených vad.
Nejedná se ovšem o genetické vyšetření, ačkoliv matky často říkají
"brali mi krev na genetiku“.
Vyšetření karyotypu plodu
Dalším vyšetřením ve schématu prenatální diagnózy.
Materiál se získává pomocí některé invazivní metody, ať
již
amniocentézy,
biopsie
choriových
klků
či
kordocentézy.
Nověji odběr krve matky, izolace leukocytů plodu,
následné vyšetření.
Vyšetření karyotypu je genetické vyšetření, přesněji
vyšetření cytogenetické, vyšetřují se chromozomy, ovšem
nejedná se o test DNA.
Amnio-PCR
Novinkou ve vyšetření karyotypu. Odnož metody QF-PCR.
Molekulárně genetické vyšetření, kde opravdu testujeme DNA.
Vyšetřují se specifické markery na několika chromosomech jejichž
aneuploidie se v patogenezi chromozomálních aberací uplatňují
nejčastěji – tedy 13, 18, 21, X a Y.
Hodnotí se počet, resp. poměr těchto markerů v získaném vzorku. Lze
tak odhalit změny v počtu těchto chromozomů, například trizomii
apod.
Výhodou je rychlost oproti klasickému vyšetření karyotypu, ovšem
pro svou omezenou vypovídací hodnotu při identifikaci jiných typů
abnormalit je nutné toto vyšetření vždy doplnit i klasickým
cytogenetickým vyšetřením.
Testy DNA
se v prenatální diagnostice provádějí méně často, ale jsou
běžné.
Indikací je prokázané nosičství mutace příslušného genu u
některého z rodičů dítěte.
Materiál se získává invazivně. Následuje standardní test
DNA, potvrzení či vyvrácení přítomnosti hledané mutace
v DNA plodu, resp. zda jde o heterozygotní či
homozygotní kombinaci apod.
Postnatální genetické testy
Po narození člověka je genetické testování o poznání snadnější.
Především odpadá potřeba složitých invazivních metod pro získání
vzorku. Většinou si vystačíme s pouhým odběrem periferní krve,
čímž získáme vhodný materiál jak pro molekulárně genetické, tak
pro cytogenetické vyšetření.
Dnes se stále častěji používá i stěru z bukální sliznice, který je zcela
neinvazivní a je snadno proveditelný i neodborníkem.
Testuje se z důvodů
- medicínských
- forenzních
- osobních, rekreačních
Vyšetření karyotypu
Karyotyp je ověřován například z důvodu podezření na některý ze
syndromů, při podezření na nosičství balancované translokace, při
poruchách sexuálního vývoje, neplodnosti nebo po několika
spontánních potratech.
Vyšetřujeme oba partnery.
K vyšetření jsou nejčastěji využity bílé krvinky, které se ve
speciálním médiu pomnoží, jejich dělení je poté přerušeno.
Po nabarvení je karyotyp mikroskopicky vyšetřen a vyhodnocen.
Molekulární cytogenetika
Zavedení molekulárně-genetických metod do cytogenetiky.
Detekce mikrodelecí a jiných chromosomálních mutací malého rozsahu,
které byly předtím jen obtížně detekovatelné.
FISH (fluorescentní in situ hybridizace)
Hybridizace fluorescentně značené sondy s cílovým místem na
příslušném chromosomu. Sonda ve fluorescenčním mikroskopu barevně
září. Navržena může být tak, že pokrývá specifický úsek či sekvenci,
nebo i celý chromosom (využitelné pro detekci komplexních přestaveb
karyotypu v cytogenetice nádorových buněk).
Vyhledávání genových mutací
Bylo identifikováno obrovské množství monogenně
dědičných chorob. Aktualizovaný seznam genů a
monogenních chorob je v databázi OMIM. V klinické praxi
se však na přítomné mutace rutinně vyšetřuje pouze malá
část z těchto genů.
Rovněž spektrum vyšetřovaných mutací je zpravidla menší,
než počet všech známých mutací v konkrétním genu. To
způsobeno zvl. známým fenoménem, že výzkum jde rychle
vpřed, ale aplikace do klinické praxe je velmi zpomalená,
hlavně z příčin ekonomických.
Vyhledávání genových mutací
Řada genů, mutací a polymorfismů objevených v experimentu má
navíc stále klinicky ne zcela jasný význam a jejich testování není
zatím přínosné.
Pro klinickou genetickou praxi většinou stačí vyšetření základních
mutací u nejčastějších geneticky podmíněných chorob. Pro ověřování
vzácnějších mutací je třeba vyhledat takovou laboratoř, která patřičné
vyšetření nabízí. Často je nutné kontaktovat zahraniční laboratoře.
Databáze laboratoří na www.geneclinics.org.
Postup
Izolace DNA ze vzorku.
Většinou amplifikace v PCR.
Identifikaci mutace metodou přímé či nepřímé DNA diagnostiky.
Alelově specifická PCR, RFLP, DGGE, TGGE, SSCP, přímá
sekvenace konkrétního genu aj.
Genetické testování musí být vázáno na kvalitní genetické poradenství.
Testovaný jedinec musí být poučen o přínosu testu, jeho výpovědní
hodnotě a o možnostech dalšího postupu v případě pozitivního
výsledku testu.
Každý člověk by měl mít právo se svobodně rozhodnout, zda
si takovýto test přeje, či nikoliv. Ne každý si přeje vědět, že
má vysoké riziko vzniku určitého typu rakoviny.
V případě nemocí, u kterých nehrozí riziko z prodlení, by se
měly testovat až osoby od 18, případně alespoň od 15 let věku,
kdy už jsou tyto osoby schopné pochopit důsledky takovéhoto
testu. Naopak u takových chorob, kde je možné časnou
diagnostikou zamezit dalšímu poškození jedince, jsou tyto
testy plně opodstatněné i u malých dětí. Jedná se především o
různé poruchy metabolismu.
Pokud testujeme pacienta na určitou mutaci, pozitivní
výsledek testu znamená, že testovaný tuto mutaci má.
Testování genotoxicity
Pro
ověřování
genotoxických
(mutagenních)
účinků
různých vnějších faktorů existuje skupina specializovaných
testů.
Ověřuje se jak mutagenní potenciál samotných látek, např.
chemikálií in vitro, tak i současný stav jedince po expozici
mutagenům, testy in vivo.
Amesův test
Klasický
test
pro
stanovení
potenciálu různých chemikálií.
mutagenního
Amesův test
Speciální kmen bakterie Salmonella typhimurium, který má
mutovaný gen, jež bakterii umožňuje syntetizovat aminokyselinu
histidin. Bakterie roste na živné půdě, která jej neobsahuje, nemá
bakterie k této aminokyselině přístup a nepřežívá.
Test probíhá tak, že tento kmen bakterie je vystaven působení
zkoumané látky. Poté je sledován růst těchto kolonií na živné půdě
bez histidinu. Procento přežívajících kolonií ukazuje na mutagenní
potenciál zkoumané látky. Nastane totiž „mutace mutace“, tj. zpětná
mutace, dojde k opravě původně defektního genu, čímž bakterie
získá opět schopnost syntetizovat histidin a přežít.
Test ZCHA (ZCA), Získaných Chromozomálních
Aberací
Umožňuje hodnotit vliv mutagenů na struktury in vivo.
Kultivace lymfocytů, hodnotíme procento aberantních buněk, tj.
buněk s chromosomální aberací.
Metoda informuje o expozici vyšetřovaného jedince mutagenům v
průběhu několika posledních měsíců.
Hodnoty do 3% jsou normální, mezi 3% a 5% hraniční, nad 5%
vysoké.
Toto vyšetření se může provádět například i v rámci preventivních
prohlídek zaměstnanců pracujících v prostředí s vyšším rizikem
genotoxicity.
Comet assay (kometový test)
Elektroforéza celých buněk, přičemž malé fragmenty
jaderné DNA, které vznikly působením mutegenních
faktorů, mají tendenci vycestovat z jader, což po
vizualizaci dává výsledek obrazu komety.
Sister chromatid exchange, výměna sesterských
chromatid
Pozorování výměn genetického materiálu mezi sesterskými
chromatidami, umožněno různým barvením, které je úměrné
expozici genotoxické látky.
Micronucleus test, mikrojádrový test
Pozorování fragmentovaného jaderného materiálu, tzv. mikrojader,
které vznikly působením genotoxických faktorů.
Testy ve forenzní genetice
Testy DNA v kriminalistice a soudním lékařství.
Genetické metody dnes nabízejí dříve netušené možnosti
v oblasti identifikace osob, ale ne tak, jako v televizních
seriálech.
Kontaminace materiálu, jeho nedostatek, nevhodnost pro
genetickou analýzu mohou způsobit, že i ty nejlepší
metody selžou.
Namnožení genetického materiálu pro analýzu metodou
PCR.
V rámci identifikace osob a určování příbuzenského
poměru se využívá tzv. STR Short Tandem Repeats,
mikrosatelity. Přesnost je velmi vysoká.
Soudy běžně uznávaný důkaz.
Základní dva úkoly forenzní genetiky jsou identifikace
pachatele a identifikace oběti.
Pro identifikaci pachatele lze použít veškerý genetický
materiál, krev, vlasy, sperma…, zanechaný na místě činu,
na těle oběti apod.
Genetický profil takto získaného vzorku se porovná s
materiálem získaným od podezřelého, či z DNA registru
pachatelů.
Pokud není možná identifikace těla oběti standardními
metodami, tj. vizuální identifikace, otisky prstů, zubní
karta aj., je možné použít test DNA.
K porovnání je třeba nalézt vzorek DNA prokazatelně
patřící oběti, nejčastěji zanechaný na osobních
předmětech, hřeben, oděv, hygienické potřeby….
Pokud takový vzorek nelze zajistit, je možné porovnat
vzorek DNA oběti se vzorkem od některého z
příbuzných.
I v klinické genetické praxi je občas nutné v rámci
komplexního vyšetřování širší rodiny, např. a zejména u
rodinného výskytu nádorového onemocnění s možnou
dědičnou příčinou, požádat o vzorek tkáně zemřelého.
Pokud nebyla provedena pitva či nebyly uschovány
vzorky tkáně (tkáňové bločky pro histologické vyšetření),
potom nezbývá než se bez vzorku tohoto jedince obejít.
Testy otcovství
V potřebném případě, třeba při identifikaci biologické
matky adoptovaného dítěte, lze tento typ testů provést i
jako „test mateřství“, někdy i „test záměny rodičů“. PCR
amplifikace STR repetic.
Testy
otcovství
jsou
dnes
běžně
nabízeny
řadou
soukromých
firem
specializovaných na genetické testování. Test stojí několik tisíc korun a provádí se
i anonymně.
Testovací sadu (obsahující nejčastěji pomůcky k provedení bukálního stěru pro
dvě osoby – dítě a testovaného rodiče) je možné objednat si přes internet a
materiál k vyšetření je možné zaslat poštou. To sice zvyšuje komfort zákazníka, při
špatném zacházení ale může dojít ke kontaminaci vzorku.
Etická otázka je problematická. Testy otcovství mají řadu odpůrců, kteří tvrdí, že
podobné testy vedou často k rozvratu jinak spokojených rodin.
Jedinou skutečnou vadou je, že dokáže odhalit pravdu.
Výsledek genetického profilování od 6 různých osob
používaný v testech paternity nebo forenzní genetice.
Genografické testy
Tyto testy, které lze objednat u soukromých firem, mají přiblížit
území, ze kterého nejpravděpodobněji pocházel váš předek a další
doplňující informace. Praktické využití této informace není velké.
V budoucnosti možná i tyto informace budou přínosem pro
personalizovanou medicínu.
Význam pro zájemce, genealogy, antropology, i jen amatérské.
Pro tyto testy je zapotřebí izolovat z DNA takové sekvence, které
se za mnoho století relativně nezměnily, a jejichž přenos z rodičů
na děti po mnoho generací dnes funguje jako pojítko s minulostí.
U mužské linie se používá několik vybraných haplotypů z
chromosomu Y. Tento chromosom se dědí výhradně z
otce na syna a tyto sekvence zůstávají v průběhu generací
(téměř) neměnné.
U žen je možné stopovat mtDNA, která se dědí pouze po
matce.
Předpokládané směry migrace člověka zjištěné na
základě genografických studií
Prediktivně-genetické testy
Odhad rizik určitých chorob na základě vyšetření DNA.
V budoucnosti se dá očekávat, že na základě komplexního
genetického vyšetření bude možné předpovědět riziko vzniku
určitých
multifaktoriálně
dědičných
chorob,
např.
kardiovaskulárního systému.
Již dnes je možné si podobné testy u některých firem objednat. Řada
vědců a odborných společností ovšem upozorňuje, že problematika
komplexních chorob je stále nedořešená. Výpovědní hodnota
takovýchto testů je tedy nejistá a odborníci před nimi prozatím
varují.
Mikrobiologické testy
Diagnostika
různých
patogenních
mikroorganismů
pomocí molekulárně-genetických metod, nejčastěji PCR,
výrazně
urychlila
diagnostiku
některých
chorob,
respektive přítomných patogenů.
Při klasické kultivaci bakterií na agaru lze rovnou zjistit
citlivost patogenu na antibiotika, což metoda PCR
nedokáže.