Jakie badania genetyczne mogą Ci powiedzieć o zagrożeniach dla zdrowia

Testy genetyczne to rodzaj testu, który analizuje nie tylko twoje geny, ale także sposoby interakcji genów i znaczenie tych interakcji dla twojego zdrowia.

Testy genomiczne często mylone są z testami genetycznymi. Główną różnicą jest to, że testy genetyczne mają na celu wykrywanie mutacji pojedynczych genów (takich jak mutacje BRCA1 i BRCA2 związane z rakiem sutka i jajnika), podczas gdy testy genomiczne uwzględniają wszystkie twoje geny.

Przyjrzyjmy się bliżej twojemu składowi genetycznemu - w tym, w jaki sposób sekwencjonowane są twoje geny i w jaki sposób wpływają na siebie nawzajem - testy genetyczne mogą dostarczyć wglądu w to, jak twoje ciało działa na poziomie molekularnym i co to oznacza pod względem ryzyka choroby, postępu lub nawrót.

Testy genomowe są powszechnie stosowane w leczeniu raka, aby określić, jak zachowuje się nowotwór. Może to pomóc lekarzom w przewidywaniu, jak agresywny jest twój rak i czy może rozprzestrzenić się (przerzuty) na inne części ciała.

Testy genetyczne są głównym narzędziem w rozwoju spersonalizowanej medycyny, która ma na celu dostosowanie terapii, produktów i praktyk do indywidualnych potrzeb.

Genetyka a genomika

Podczas gdy genetyka i genomika są związane z genami, mają zupełnie inne cele i zastosowania.

Genetyka

Genetyka to badanie wpływu genów na jednostkę. Geny dostarczają organizmowi instrukcji, jak wytwarzać białka; białka z kolei określają strukturę i funkcję każdej komórki ciała. Geny składają się z bloków, zwanych DNA, które są ułożone w sznurek zwany "zasadami". Kolejność lub kolejność baz określa, które instrukcje są wysyłane i kiedy.

Podczas gdy wiele genów jest kodowanych w celu wytworzenia specyficznych białek, inne niekodowane geny regulują sposób i czas wytwarzania białek (zasadniczo włączanie i wyłączanie pewnych genów). Jakakolwiek aberracja w działaniu genu może wpływać na ryzyko niektórych chorób w zależności od tego, na które białka wpływa.

W niektórych przypadkach mutacja pojedynczego genu może powodować choroby, takie jak mukowiscydoza, dystrofia mięśniowa i choroba sierpowatokrwinkowa.

Testy genetyczne mogą również poszukiwać jakiejkolwiek mutacji genetycznej odziedziczonej po rodzicach, aby potwierdzić diagnozę, przewidzieć przyszłe ryzyko lub określić, czy jesteś nosicielem.

Genomika

Genomika to badanie struktury, funkcji, mapowania i ewolucji całego zestawu DNA, w tym wszystkich genów. Materiał genetyczny plus wszystkie sekwencje są nazywane genom. Celem genomiki jest analiza funkcji i struktury genomu w celu:

• Dowiedz się, jak złożone systemy biologiczne, takie jak układ sercowo-naczyniowy i układ hormonalny, wpływają na siebie nawzajem
• Przewidzieć, jakie problemy mogą wystąpić, jeśli interakcje genetyczne zakłócają normalne funkcje biologiczne

Wszystko wskazuje na to, że istnieje od 20 000 do 25 000 różnych genów kodujących białka i około 2000 niekodowanych genów regulatorowych w ludzkim genomie.

Genomika jest ważna, ponieważ pomaga nam zrozumieć, dlaczego niektórzy ludzie są genetycznie predysponowani do pewnych chorób (nawet jeśli nie rozumiemy, jak pewne geny wchodzą w interakcje). Zamiast identyfikować pojedynczą ścieżkę genetyczną, genomika ocenia wiele zmiennych genetycznych, które wpływają na rozwój i / lub leczenie choroby, takiej jak rak lub cukrzyca.

W przeciwieństwie do genetyki, genomika nie jest ograniczona do dziedzicznych mutacji. Określa, jak twój skład genetyczny wpływa na przebieg choroby, i odwrotnie, w jaki sposób środowisko, styl życia i leczenie lekami może wywoływać mutacje, które zmieniają ten kurs. Rozumiejąc te stale zmieniające się zmienne, lekarze mogą dokonywać bardziej świadomych wyborów w leczeniu, często z wyprzedzeniem.

Rola testów genetycznych

Testy genetyczne opierają się na naszym obecnym rozumieniu ludzkiego genomu, procesu, który rozpoczął się od współpracy Human Genome Project od 1990 do 2003 roku.

W latach zwołujących naukowcy byli w stanie coraz częściej wskazywać, które anomalie genetyczne przekładają się nie tylko na rozwój choroby, ale także na jej charakter. Pozwoliło to uzyskać wgląd w to, dlaczego niektórzy ludzie rozwijają bardziej agresywne formy raka, żyją dłużej z HIV lub nie reagują na pewne formy chemioterapii.

Podczas gdy testy genetyczne mogą potwierdzić lub wykluczyć podejrzenie choroby genetycznej, genomika testuje o jeden krok dalej, zapewniając nam:

• Markery ryzyka w celu zbadania chorób
• Markery prognostyczne przewidzieć, jak szybko choroba postępuje, jak prawdopodobne jest ponowne wystąpienie i prawdopodobny wynik choroby
• Markery predykcyjne w celu ukierunkowania wyboru leczenia i uniknięcia toksyczności
• Znaczniki odpowiedzi w celu określenia skuteczności różnych metod leczenia

Podczas gdy genomika koncentruje się na implikacjach naszego składu genetycznego, niezależnie od wszystkich innych czynników, nie jest wykorzystywana w izolacji.

Rosnący ruch w kierunku spersonalizowanej medycyny zmienia sposób podejścia do chorób w ogóle. Zamiast uniwersalnego rozwiązania, spersonalizowana medycyna bierze pod uwagę dużą zmienność genetyczną, środowiskową i stylistyczną, oferując bardziej dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania dla każdej osoby.

Jak działa test

Testy genomiczne są zwykle oferowane jako panel ukierunkowanych genów, począwszy od analizy genetycznych "gorących punktów" (ustalonych miejsc mutacji) do pełnego sekwencjonowania genów. Testy są zwykle wykonywane w specjalistycznym laboratorium certyfikowanym w ramach Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) z 1988 roku. Obecnie w Stanach Zjednoczonych istnieje ponad 500 laboratoriów genetycznych z certyfikatem CLIA.

Większość testów wymaga próbki krwi lub śliny lub wymazu z policzka (znanego jako rozmaz policzkowy). W zależności od celów testu może wymagać jedynie kilku kropli krwi lub kilku fiolek. Biopsja guza lub szpiku kostnego może być potrzebna dla osób z rakiem.

Po otrzymaniu próbki uzyskanie wyników zajmuje zwykle od jednego do czterech tygodni. W zależności od leczonego schorzenia, doradca genetyczny może być pod ręką, aby pomóc ci zrozumieć ograniczenia testu i jakie wyniki oznaczają i nie mają znaczenia.

Sekwencjonowanie następnej generacji

Sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) jest podstawowym narzędziem do testowania genomu. Służy do identyfikacji i oceny sekwencji genetycznej milionów krótkich odcinków DNA zwanych "odczytami". Odczyty są następnie zestawiane w kompletną sekwencję, aby określić, które warianty genetyczne są obecne i co oznaczają.

NGS jest niezwykle elastyczny i może być stosowany do sekwencjonowania tylko kilku genów, takich jak dziedziczny panel raka piersi, lub cały genom wykorzystywany zwykle do celów badawczych w celu zbadania rzadkich chorób.

Ponieważ większość wariantów ma niewielki lub żaden znany wpływ na ludzkie zdrowie, zostaną one odfiltrowane w celu zidentyfikowania kilku znaczących z medycznego punktu widzenia. Warianty te zostaną następnie ocenione w pięciostopniowej skali od:

1. Łagodny (nie powodujący choroby)
2. Prawdopodobnie łagodny
3. Niepewny
4. Prawdopodobnie chorobotwórczy (powodujący choroby)
5. Patogeniczne

Podczas gdy większość laboratoriów zgłosi patogeniczne i prawdopodobnie patogenne wyniki, niektóre z nich będą również zawierać niepewne, prawdopodobnie łagodne i łagodne wyniki. Zostałaby również włączona interpretacja od certyfikowanego genetyka.

Wyniki pierwotne i wtórne

Wyniki bezpośrednio związane z podejrzanym stanem odnoszą się do wyników pierwotnych, natomiast te, które są znaczące z medycznego punktu widzenia, ale nie są powiązane, nazywane są wynikami wtórnymi (lub przypadkowymi).

Wtórne ustalenia są często istotne i mogą ujawnić ryzyko genetyczne danej osoby dotyczące przyszłej choroby, statusu nosiciela lub wyników badań farmakogenetycznych (w jaki sposób organizm przetwarza określony lek). W niektórych przypadkach można również wykonać test na rodzicach, aby pomóc określić, które warianty są udostępniane i które są de novo (nie dziedziczone).

Testowanie genetyczne w przypadku raka

Rozwój testów genomicznych nastąpił mniej więcej w parze ze wzrostem docelowych terapii nowotworowych. Kiedy naukowcy zaczęli rozumieć, w jaki sposób pewne warianty genetyczne przekształciły normalne komórki w nowotworowe, były w stanie opracować testy przesiewowe pod kątem określonych wariantów i opracować leki ukierunkowane na te geny.

Obecnie badania genetyczne stały się coraz bardziej integralną częścią leczenia i leczenia wielu różnych rodzajów raka, w tym raka piersi i raka płuc.

Podczas gdy testy genetyczne mogą pomóc w identyfikacji ryzyka zachorowania na raka, badanie genetyczne pomaga nam zidentyfikować markery genetyczne związane z charakterystyką choroby. Pozwala nam przewidzieć prawdopodobne zachowanie guza, w tym szybkość jego wzrostu i prawdopodobieństwo wystąpienia przerzutów.

Jest to ważne, ponieważ komórki nowotworu są podatne na szybką mutację. Nawet jeśli jeden wariant genetyczny jest odpowiedzialny za wzrost guza, sama choroba może mieć wiele różnych kursów, niektóre agresywne, a inne nie. Chociaż test genetyczny może pomóc w identyfikacji złośliwości, test genomowy może zidentyfikować najbardziej skuteczne sposoby leczenia.

Co więcej, jeśli guz nagle ulegnie mutacji, test genomowy może wykryć, czy mutacja jest podatna na terapię celowaną. Jednym z takich przykładów jest lek Nerlynx (neratinib) stosowany do celowania i leczenia wczesnego stadium HER2-dodatniego raka piersi.

Porównanie badań genetycznych i genomicznych w raku piersi

Genetyka

• Badanie dziedzicznych cech genetycznych, w tym związanych z niektórymi chorobami

• Genetyka ustanawia ryzyko dziedziczenia raka od rodziców

• Test BRCA1 i BRCA2 może przewidzieć ryzyko zachorowania na raka piersi lub jajnika

• Kiedy już wiesz o ryzyku zachorowania na raka piersi, możesz podjąć kroki, aby aktywnie zmniejszyć ryzyko

Genomika

• Badanie aktywności i interakcji genów w genomie, w tym ich roli w niektórych chorobach

• Gdy masz raka, genomika ustala, jak zachowa się guz

• Testy raka piersi Oncotype DX i PAM50 są stosowane do profilowania guza i przewidywania odpowiedzi na chemioterapię

• Na podstawie wyników testu genomicznego Ty i Twój lekarz możecie zdecydować, które opcje leczenia są najbardziej odpowiednie po operacji

Domowe testy genomowe

Testy genomiczne w domu już przeniknęły do ​​naszego codziennego życia, zaczynając w dużej mierze od wydania domowego zestawu genetycznego 23andMe w 2007 roku.

Podczas gdy niektóre domowe testy genetyczne, takie jak testy AncestryDNA i National Geographic Geno 2.0, zostały zaprojektowane wyłącznie w celu prześledzenia pochodzenia osoby, 23 iMe oferowały konsumentom szansę zidentyfikowania ryzyka pewnych genetycznych zaburzeń zdrowotnych.

Jest to model biznesowy obarczony wieloma wyzwaniami. W 2010 r. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) nakazała 23andMe i innym producentom domowych testów genetycznych związanych ze zdrowiem zaprzestanie sprzedaży urządzeń, które regulator uznał za "urządzenia medyczne" zgodnie z prawem federalnym.

W kwietniu 2016 roku, po latach negocjacji z FDA, 23andMe otrzymało prawo do wydania testu Personal Genome Health Genetic Health Risk, który jest w stanie dostarczyć informacji na temat predyspozycji danej osoby do następujących 10 chorób:

• Niedobór antytrypsyny alfa-1 (zaburzenie genetyczne związane z chorobą płuc i wątroby)
• Nietolerancja glutenu
• Dystonia pierwotna o wczesnym początku (mimowolne zaburzenie ruchu)
• Niedobór czynnika XI (zaburzenie krzepnięcia krwi)
• Choroba Gauchera typu 1
• Niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej (zaburzenie krwinek czerwonych)
• Dziedziczna hemochromatoza (zaburzenie przeciążenia żelazem)
• Dziedziczna trombofilia (zaburzenie krzepnięcia krwi)
• Choroba Alzheimera o późnym początku
• Choroba Parkinsona

Testy oparte na ślinie oferują taki sam poziom dokładności, jak te stosowane przez lekarzy.

Pomimo zalet tych produktów, niektórzy zwolennicy pozostają zaniepokojeni potencjalnym ryzykiem dyskryminacji w przypadku dzielenia się informacjami genetycznymi bez zgody konsumenta. Niektórzy wskazują na fakt, że gigant farmaceutyczny GlaxoSmithKline (GSK) jest już inwestorem w 23andMe i planuje wykorzystać wyniki testów pięciu milionów plus klientów do projektowania nowych leków farmaceutycznych.

Aby przeciwstawić się krytyce, 23 i MEA doradzili FDA, że wyniki zostaną "zignorowane", co oznacza, że ​​tożsamość konsumenta i informacje nie zostaną udostępnione GSK.