Nowe możliwości w badaniach prenatalnych
Naukowcy z NIH (National Institute of Health) przebadali wszystkie 24 chromosomy człowieka i zidentyfikowali dodatkowe tzw. Rzadkie Autosomalne Trisomie (RAT). W badaniu wzięła udział grupa składająca się z 90 000 próbek osocza krwi matek: 72 000 z USA i 18 000 z Australii. Wyniki opublikowane zostały w czasopiśmie Science Translational Medicine.
Badania prenatalne to badania DNA płodu przeprowadzone w okresie jego rozwoju wewnątrzmacicznego. Polegają na izolacji DNA dziecka w celu wykrycia wrodzonych chorób genetycznych - takich jak zespoły Downa, Edwardsa czy Patau - lub innych nieprawidłowości chromosomalnych. Metody badań prenatalnych dzielą się na inwazyjne (np. amniopunkcja) i nieinwazyjne (z wykorzystaniem cffDNA – cell free fental DNA, czyli pozakomórkowego DNA). Badania inwazyjne polegają na bezpośrednim pobraniu np. wód płodowych z macicy matki w celu uzyskania DNA płodu. Badanie tego typu wiąże się ze skomplikowaną procedurą (wkłucie bezpośrednio w macicę) oraz istotnym ryzykiem wystąpienia skutków ubocznych, wśród których jest nawet możliwość uszkodzenia lub utraty płodu. W związku z tym kobiety w ciąży rzadko decydowały się na wykonanie tego typu badań, w trosce o zdrowie własne i swoich dzieci. Na szczęście, dzięki odkryciu cffDNA w 1997 roku, możliwe jest przeprowadzenie nieinwazyjnej izolacji DNA dziecka z osocza krwi matki. Pozakomórkowe DNA to informacja genetyczna płodu, która stanowi średnio 11-13,4% całego DNA w osoczu matki. Pojawia się w okresie ciąży i zanika już 2 godziny po porodzie. Najwięcej cffDNA obserwuje się między siódmym a dziesiątym tygodniem ciąży, jednak jego ilość jest cechą bardzo indywidualną.
Nieinwazyjne badania prenatalne - obecne również na rynku polskim - opierają się na sekwencjonowaniu wyizolowanego z krwi matki cffDNA i jego analizie pod kątem prawidłowości chromosomalnych. Badania te wykorzystują technologię sekwencjonowania nowej generacji (NGS, ang. next generation sequencing), która umożliwia odczytanie całej informacji genetycznej zawartej w cffDNA dziecka (WGS, ang. whole genome sequencing). Wykorzystane algorytmy bioinformatyczne zazwyczaj skupiają się na analizie danych z sekwencjonowania NGS dotyczących chromosomów 21, 18, 13, X i Y. Pozostałe chromosomy są "maskowane" i nie podlegają analizie pod kątem genetycznym. Najczęściej jednak oferowane jest wykrywanie trisomii (trzy kopie tego samego chromosomu zamiast dwóch) chromosomalnych związanych z chromosomem 21 (zespół Downa), 18 (zespół Edwardsa) oraz 13 (zespół Patau).
Naukowcy z NIH poszli krok dalej i poddali analizie genetycznej wszystkie 24 chromosomy człowieka, dzięki czemu zidentyfikowali dodatkowe rzadkie autosomalne trisomie (RAT). Naukowcy wybrali dwie grupy próbek, których badania prenatalne przeprowadzone zostały w dwóch osobnych ośrodkach laboratoryjnych w USA i Australii. Całkowita grupa badawcza obejmowała 89817 próbek osocza krwi matek: 72972 próbek z USA i 16885 próbek z Australii. Trisomie zostały wykryte dzięki zastosowaniu algorytmu matematycznego nazwanego NCDQ (ang. normalised chromosome denominator quality), który obliczył prawdopodobieństwo wystąpienia prawidłowych dwóch kopii każdego z chromosomów w badanych próbkach. Wyniki próbek które odbiegały od ustalonego poziomu NCDQ zostały wybrane do dalszej analizy. I tak, w grupie próbek z USA rzadkie trisomie (RAT) zostały wykryte u 328 (0,45%) badanych a w grupie próbek z Australii – 71 (0,42%). Nowe trisomie wykryto na chromosomach 7, 15, 16 i 22, przy czym trisomia 7 była najczęściej obserwowaną w obu grupach badanych. Połączenie uzyskanych wyników z informacjami i danymi klinicznymi próbek umożliwiło znalezienie istotnych zależności, m.in. między występowaniem danej trisomii a wczesnym poronieniem.
Te wyniki pokazują, że rozszerzenie nieinwazyjnego badania prenatalnego na wszystkie 24 ludzkie chromosomy może umożliwić wykrycie dodatkowych zaburzeń genetycznych, prowadzących do poronień i nieprawidłowości w czasie ciąży. Dodatkowo, naukowcy z NIH twierdzą że zbadanie 24 chromosomów pozwoli na poprawę dokładności obecnych testów prenatalnych; w tym wyjaśnić dlaczego niektóre dają fałszywie pozytywne wyniki badań. Uważają również, że wizualizacja całego genomu jest niezbędna do określenia pełnej diagnostyki badania prenatalnego.
Pojawienie się na rynku nieinwazyjnych badań prenatalnych - nie ingerujących w ciało kobiety – otworzyło nowy bezpieczny sposób badań genetycznych kobiet w ciąży. Aktualne badania prenatalne skupione są na trzech najczęściej występujących trisomiach chromosomowych – 21, 13, 18. Jak się okazuje, badania tego typu mają potencjalnie znacznie większe możliwości i mogą posłużyć jako narzędzie do wykrywania przyczyn różnych chorób genetycznych oraz wrodzonych nieprawidłowości.
Publikacje źródłowe:
Publikacja w czasopiśmie Science