Επικύρωση γενετικής διάγνωσης νευρολογικών και νευρομυϊκών παθήσεων χρησιμοποιώντας ταχύτερες, μικρότερες, φθηνότερες τεχνολογίες αλληλούχισης.
Ένα νέο τεστ DNA, που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Garvan στο Σίδνεϊ και συνεργάτες από την Αυστραλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και το Ισραήλ, έχει αποδειχθεί ότι εντοπίζει μια σειρά από δυσδιάγνωστες νευρολογικές και νευρομυϊκές γενετικές ασθένειες ταχύτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από τα υπάρχοντα τεστ.
«Διαγνώσαμε επιτυχώς όλους τους ασθενείς με γνωστές παθήσεις, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Huntington, του συνδρόμου εύθραυστου χρωμοσώματος Χ (fragile X syndrome), της κληρονομικής παρεγκεφαλιδικής αταξίας (cerebellar ataxias), των μυοτονικών δυστροφιών, των μυοκλονικών επιληψιών, της νόσου των κινητικών νευρώνων και πολλά άλλα», λέει ο Δρ. Ira Deveson, Επικεφαλής Γονιδιωματικών Τεχνολογιών στο το Ινστιτούτο Garvan και κύριος ερευνητής της μελέτης.
Οι ασθένειες που καλύπτονται από το τεστ ανήκουν σε μια κατηγορία με περισσότερες από 50 ασθένειες που προκαλούνται από ασυνήθιστα μακριές επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA στα γονίδια ενός ατόμου – γνωστές ως «Διαταραχές επέκτασης σύντομης διαδοχικής επανάληψης (STR)».
«Συχνά είναι δύσκολο να διαγνωστούν λόγω των πολύπλοκων συμπτωμάτων που παρουσιάζουν οι ασθενείς, της προκλητικής φύσης αυτών των επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών και των περιορισμών των υπαρχουσών μεθόδων γενετικών δοκιμών», λέει ο Δρ Ντέβεσον.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 4 Μαρτίου 2022 στο Science Advances, δείχνει ότι το τεστ είναι ακριβές και επιτρέπει στην ομάδα να ξεκινήσει επικυρώσεις για να καταστήσει το τεστ διαθέσιμο σε υπηρεσίες παθολογίας σε όλο τον κόσμο.
Ένας ασθενής που συμμετείχε στη μελέτη, ο John, κατάλαβε για πρώτη φορά ότι κάτι δεν πήγαινε καλά όταν αντιμετώπισε ασυνήθιστα προβλήματα ισορροπίας κατά τη διάρκεια ενός μαθήματος σκι.
«Ήταν πολύ ανησυχητικό να υπάρχουν συμπτώματα που, με τα χρόνια, αυξάνονταν σε σοβαρότητα: από το να είσαι ενεργός και δραστήριος μέχρι να μην μπορείς να περπατήσεις χωρίς υποστήριξη. Έκανα το ένα τεστ μετά το άλλο για πάνω από δέκα χρόνια και δεν έπαιρνα καμία απολύτως απάντηση για το τι δεν πήγαινε καλά», λέει ο John, ο οποίος τελικά διαγνώστηκε με μια σπάνια γενετική ασθένεια που ονομάζεται CANVAS, η οποία επηρεάζει τον εγκέφαλο.
«Ήταν καθησυχαστικό να επιβεβαιώσω τελικά τη διάγνωσή μου γενετικά και είναι συναρπαστικό να γνωρίζουμε ότι, στο εγγύς μέλλον, άλλοι άνθρωποι με αυτούς τους τύπους παθήσεων θα μπορούν να λάβουν διάγνωση πιο γρήγορα από μένα», λέει.
«Για ασθενείς όπως ο John, το νέο τεστ θα αλλάξει τα δεδομένα, συμβάλλοντας στο να σταματήσει επιτέλους αυτή η χρόνια διαγνωστική οδύσσεια», λέει ο Δρ Kishore Kumar, συν-συγγραφέας της μελέτης και κλινικός νευρολόγος στο Νοσοκομείο Concord.
Οι διαταραχές επαναλαμβανόμενης επέκτασης μπορούν να είναι κληρονομικές, μπορεί να είναι απειλητικές για τη ζωή και γενικά να περιλαμβάνουν μυϊκή και νευρική βλάβη, καθώς και άλλες επιπλοκές σε όλο το σώμα.
Η ταχύτερη, πιο ακριβής διάγνωση για τους ασθενείς αποφεύγει τη «διαγνωστική οδύσσεια»
Ο τρέχων γενετικός έλεγχος για τις διαταραχές επέκτασης μπορεί να είναι μην έχει πάντα αποτελέσματα, λέει ο Δρ Kumar. «Όταν οι ασθενείς παρουσιάζουν συμπτώματα, μπορεί να είναι δύσκολο να ξεχωρίσουμε ποιά από αυτές τις 50 και πλέον γενετικές επεκτάσεις μπορεί να έχουν, οπότε ο γιατρός τους πρέπει να αποφασίσει ποια γονίδια θα εξετάσει με βάση τα συμπτώματα και το οικογενειακό ιστορικό του ατόμου. Εάν το τεστ είναι αρνητικό, ο ασθενής μένει χωρίς απαντήσεις. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συνεχιστεί για χρόνια χωρίς να βρεθούν τα γονίδια που εμπλέκονται στην ασθένειά τους. Αυτό το ονομάζουμε “διαγνωστική οδύσσεια” και μπορεί να είναι αρκετά αγχωτικό για τους ασθενείς και τις οικογένειές τους», λέει.
«Αυτό το νέο τεστ θα φέρει επανάσταση στον τρόπο διάγνωσης αυτών των ασθενειών, αφού πλέον θα μπορούμε να ελέγξουμε για όλες τις διαταραχές ταυτόχρονα με ένα μόνο τεστ DNA και να δώσουμε σαφή γενετική διάγνωση, βοηθώντας τους ασθενείς να αποφύγουν πολλά χρόνια περιττών βιοψιών μυών ή νεύρων για ασθένειες που δεν έχουν ή επικίνδυνες θεραπείες που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό τους σύστημα», λέει ο Δρ Kumar.
Αν και οι επαναλαμβανόμενες διαταραχές επέκτασης δεν μπορούν να θεραπευτούν, μια ταχύτερη διάγνωση μπορεί να βοηθήσει τους γιατρούς να εντοπίσουν και να αντιμετωπίσουν νωρίτερα επιπλοκές της νόσου, όπως καρδιακά προβλήματα που σχετίζονται με την αταξία του Friedreich.
Έρευνα για γνωστές και νέες ασθένειες
Χρησιμοποιώντας ένα μόνο δείγμα DNA, που συνήθως εξάγεται από το αίμα, το τεστ λειτουργεί σαρώνοντας το γονιδίωμα ενός ασθενούς χρησιμοποιώντας μια τεχνολογία που ονομάζεται αλληλουχία Nanopore.
“Έχουμε προγραμματίσει τη συσκευή Nanopore να ελέγχει τα περίπου 40 γονίδια που είναι γνωστό ότι εμπλέκονται σε αυτές τις διαταραχές και να διαβάζει τις μεγάλες, επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA που προκαλούν ασθένεια”, λέει. «Ξεδιπλώνοντας τις δύο έλικες του DNA και διαβάζοντας τις επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες γραμμάτων (συνδυασμούς των A, T, G ή C), μπορούμε να ψάξουμε για ασυνήθιστα μεγάλες επαναλήψεις στα γονίδια του ασθενούς, τα οποία είναι τα χαρακτηριστικά της νόσου».
«Σ’ αυτό το ένα τεστ, μπορούμε να αναζητήσουμε κάθε γνωστή αλληλουχία επέκτασης που προκαλεί ασθένειες και ενδεχομένως να ανακαλύψουμε νέες αλληλουχίες που ενδέχεται να εμπλέκονται σε ασθένειες που δεν έχουν ακόμη περιγραφεί», λέει ο Δρ Ντέβεσον.
Ευρύτερη χρήση του τεστ στα επόμενα πέντε χρόνια
Η τεχνολογία Nanopore που χρησιμοποιείται στη δοκιμή είναι μικρότερη και φθηνότερη από τα υπάρχοντα τεστ, κάτι που η ομάδα ελπίζει ότι θα βοηθήσει την χρήση της στα διαγνωστικά εργαστήρια. “Με το Nanopore, η συσκευή προσδιορισμού αλληλουχίας γονιδίων έχει μειωθεί από το μέγεθος ενός ψυγείου στο μέγεθος ενός συρραπτικού και κοστίζει περίπου $1000, σε σύγκριση με εκατοντάδες χιλιάδες που απαιτούνται για τις κύριες τεχνολογίες προσδιορισμού αλληλουχίας DNA”, λέει ο Δρ Ντέβεσον.
Η ομάδα αναμένει να δει τη νέα της τεχνολογία να χρησιμοποιείται στη διαγνωστική πρακτική μέσα στα επόμενα δύο έως πέντε χρόνια. Ένα από τα βασικά βήματα προς αυτόν τον στόχο είναι η απόκτηση κατάλληλης κλινικής διαπίστευσης για τη μέθοδο.
Μόλις διαπιστευθεί, το τεστ θα μεταμορφώσει επίσης την έρευνα για γενετικές ασθένειες, λέει η Δρ Τζίνα Ράβενσκροφτ, συν-συγγραφέας της μελέτης και ερευνήτρια που εργάζεται στη γενετική σπάνιων ασθενειών στο Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Harry Perkins.
«Οι γενετικές διαταραχές που προκύπτουν αργότερα στη ζωή ενός ανθρώπου δεν έχουν λάβει τόση ερευνητική προσοχή όσο αυτές που εμφανίζονται σε μικρές ηλικίες», λέει. «Βρίσκοντας περισσότερα άτομα με αυτές τις σπάνιες ασθένειες ενηλίκων και αυτούς που μπορεί να είναι προσυμπτωματικοί, θα μπορέσουμε να μάθουμε περισσότερα για μια ολόκληρη σειρά σπάνιων ασθενειών μέσω μελετών σειράς, κάτι που διαφορετικά θα ήταν δύσκολο να γίνει».
Παραπομπή: “Comprehensive genetic diagnosis of tandem repeat expansion disorders with programmable targeted nanopore sequencing” 4 March 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abm5386
Το έργο υποστηρίχθηκε κυρίως από φιλανθρωπική χρηματοδότηση από το The Kinghorn Foundation.
Πηγή: scitechdaily.com
