Наступна інформація описує, що відбувається із зразком, який направляється в генетичну лабораторію. Основні теми:

  • Різноманітність методів, що використовуються в лабораторії для генетичного тестування,
  • Чому деякі генетичні тести займають так багато часу, а інші робляться набагато швидше.
  • Чому в деяких випадках лабораторія не може оцінити результат.

Якщо ви зацікавлені в детальній інформації про причини генетичного тестування, будь ласка, дивіться брошуру під назвою "Що таке генетичне тестування?"

Що таке сам генетичний тест?

Більшість генетичних тестів досліджують ДНК - хімічна речовина всередині наших клітин, яка дає нашому тілу інструкції щодо того, як рости, розвиватися, регенерувати та функціонувати загалом. ДНК схожа на рядок, що складається з невеликих закодованих повідомлень, організованих у більші конкретні одиниці (інструкції), які ми називаємо гени . У людей є близько 30000 різних генів, що зберігаються на волокнистих структурах хромосом . У нас є 46 хромосом, і ми успадковуємо їх від батьків - 23 від матері та 23 від батька, тому разом маємо два набори з 23 хромосом, або 23 „пари”. Якщо ви уявляєте генетику як книгу життя, ДНК виражає літери, гени - це розділи у словах і хромосомах.

Рисунок 1: Гени, хромосоми та ДНК

eurogentest

Ми називаємо зміни в генах або хромосомах мутації . Ви можете сприймати мутацію як зміну (опускаючи, замінюючи чи додаючи) букву, слово чи більше слів у реченні. Мутації досить поширені, і у кожного з нас їх багато. Ефект мутації може бути позитивним чи негативним, або часто взагалі відсутнім. Яким він буде, залежить від кількох факторів - зовнішнього середовища, випадкових елементів ризику або мутацій в інших генах. Мутації можуть спричинити проблеми, якщо вони переривають інформацію про те, що гени або хромосоми контролюють правильне формування та функціонування організму. У цьому випадку метою генетичного тестування є пошук мутації саме в певному гені або хромосомі. Ці тести, як правило, роблять із зразка крові, іноді з інших тканин. (У деяких випадках можна взяти зразок слини для отримання ДНК. Однак у більшості випадків вчені в лабораторіях потребують достатньої кількості високоякісної ДНК, тому відбір проб крові є кращим). Після забору зразок від пацієнта відправляється в лабораторію, щоб можна було проаналізувати гени або хромосоми.

Генетичні робочі місця, як правило, мають власну генетичну лабораторію. Однак, оскільки існує дуже велика кількість генетичних захворювань, а отже, низка специфічних генетичних тестів, не всі лабораторії проводять всі тести. Особливо це стосується тестування на рідкісні генетичні захворювання. Отже, зразок можна також направити в іншу лабораторію, яка зможе дослідити саме той тест, який повинен виконати лікар.

Також важливо пам’ятати, що генетичний тест, як правило, надає лише ту інформацію, яка була потрібна - тобто лише про хворобу та жоден інший стан. Загального тесту на всі генетичні захворювання не існує. Метою генетичних тестів, рекомендованих у генетичній клініці, є надання інформації про стан здоров’я людини чи сім’ї. Генетичні клініки зазвичай не проводять тестування з інших питань, таких як тестування на батьківство, хоча ця інформація може іноді виявлятися під час тестування.

Генетичні лабораторії

Існує два основних типи генетичних лабораторій. Деякі проводять розслідування гени а інший оцінює хромосом .

1) Цитогенетика

Якщо лікар передбачає генетичне захворювання, спричинене проблемою одного з них хромосом, запитає цитогенетичний лабораторія для дослідження хромосом пацієнта. Зокрема, використовуються зразки клітин крові, а також шкіри або матеріалу, отриманого амніоцентезом та CVS (відбір проб ворсин хоріона). По-перше, клітини повинні рости і розмножуватися. Потім клітини розміщують на предметному склі, а хромосоми фарбують для полегшення оцінки.

Рисунок 2: Як виглядають хромосоми під мікроскопом

Цитогенетичні спочатку перевіряють кількість хромосом . Деякі захворювання викликані наявністю зайвої хромосоми. Одним з найпоширеніших прикладів є синдром Дауна. У людей із цим захворюванням зазвичай є одна зайва хромосома в клітинах. Цитогенетика також контролює будова хромосом . Зміни в структурі хромосом можуть відбуватися, коли маса хромосоми якось порушується і переставляється; це іноді може спричинити збільшення або втрату хромосомного матеріалу. Ці зміни можуть бути настільки незначними, що виявити їх під звичайним мікроскопом дуже важко. У цих випадках застосовується інша техніка, відома як Флуоресцентна гібридизація на місці (FISH), здатний виявляти занадто малі зміни, не виявлені мікроскопом, або підтверджуючи неясні незначні відхилення, виявлені мікроскопом.

Рисунок 3: Хромосоми після їх розташування та вирівнювання: каріотип.

Цитогенетичне тестування також може бути більш тривалим процесом. Спочатку лабораторія повинна дозволити клітинам рости принаймні тиждень (залежно від типу та характеристик клітин, що вирощуються). Наступний тиждень - підготовка предметних стекол (предметних стекол, на яких зберігаються хромосоми) та детальний аналіз хромосом під мікроскопом.

2) Молекулярна генетика

Якщо лікар припускає, що генетичне захворювання спричинене зміною (мутацією) в ген, на запит лабораторії молекулярна генетика, розслідувати ДНК підозрюваного гена. Інструкції в ДНК написані так, ніби використовується код, що складається лише з чотирьох букв: A, C, G і T. Лабораторія молекулярної генетики може вивчити точну послідовність літер у коді (послідовності) відповідного гена, щоб перевірити, чи є помилки або неточності. Однак іноді один ген може містити код ДНК до 10000 і більше літер, тому безпосереднє «зчитування» коду буде дуже важким. Тому молекулярна генетика винайшла різні способи "зчитування між рядками" та виявлення змін у ДНК. Якщо ці зміни спричиняють збій у правильній інформації, а даний ген не функціонує як слід в організмі, це може спричинити генетичне захворювання.

На відміну від хромосом, лише ДНК не можна побачити під мікроскопом. Молекулярні генетики витягують (ізолюють) ДНК з клітин і використовують її для здійснення специфічних хімічних реакцій, щоб "прочитати" код гена, що нас цікавить. Для виявлення мутацій використовується багато різних технік. Безпосереднє виявлення послідовності ДНК - лише один із застосовуваних методів.

Фіг. 4: Послідовність ДНК: Зверніть увагу на різницю!

Нормальна послідовність Послідовність пацієнта

Ось короткий фрагмент коду для одного гена. Якщо у вас є кольорова картинка, ви можете побачити, що кожна буква ДНК-коду відображається іншим кольором. Зображення зліва показує нормальну послідовність, а праворуч - від ДНК пацієнта. На лівому зображенні кожна буква має окремий «пік». Однак на правому зображенні видно, що пацієнт має дві вершини в одному положенні - G (чорна крива) і C (синя крива). Це свідчить про те, що мутація присутня в одній точці однієї з двох хромосом пари хромосом.

Як лабораторія може знати, чи мутація шкідлива?

Це дуже важливе питання. Генетичні лабораторії часто стверджують, що "кожен може знайти мутацію, але не кожен може її інтерпретувати". Мутації можуть мати різний ступінь тяжкості, а знання про ефект мутації вимагає чудових знань щодо хвороби та «її» гена чи хромосоми з урахуванням деталей обставин. Отже - звідки лабораторія знає, чи є мутація доброю, поганою чи абсолютно нейтральною, без ефекту?

Перш за все, абсолютно необхідно, щоб фахівець - клінічний генетик - оглянув пацієнта, або та його родичів, отримали детальну сімейну історію, а також результати інших допоміжних обстежень від пацієнта або інших членів сім'ї. Ця інформація спрямовує генетиків на розгляд того, який ген або хромосому потрібно дослідити. Так, наприклад, якщо генетик вважає, що у пацієнта може бути муковісцидоз, оскільки у нього є симптоми, характерні для захворювання, або якщо хвороба вже зустрічалася у інших членів сім'ї, він бере пробу у пацієнта і відправляє в лабораторію для обстеження. Він також надасть лабораторії іншу доступну інформацію про пацієнта та його сім'ю та вимагатиме розслідування щодо мутацій муковісцидозу. Якщо лабораторія виявить мутації, які, як відомо, викликають муковісцидоз, то вони можуть сказати, що у пацієнта є захворювання.

У деяких випадках у дитини є захворювання, але жоден з батьків не має мутації. Тоді ймовірно, що мутація відбулася не вперше, коли дитина зачалася. Така мутація також називається «de novo» (від латинської), що означає «нова» мутація.

У деяких випадках лабораторія може не змогти відповісти на питання, чи є дана мутація причиною захворювання. Це іноді може траплятися, якщо зміни в коді ДНК дуже тонкі та незрозумілі. Ці мутації називаються "некласифікованими варіантами", і такий результат, як правило, неприємний для всіх, хто бере участь. У будь-якому випадку, надзвичайно важливо, щоб лабораторія не оголосила мутацію шкідливою, якщо вона не шкідлива або не впевнена - оскільки це може призвести до неправильного діагностування пацієнта.

Лабораторії завжди знають, як знайти мутації?

У деяких ситуаціях проводять тестування, щоб встановити причину проблеми, і мутації не виявляють.

Існує кілька способів, чому тест був негативним:

  • Іноді проводяться генетичні тести, щоб вивчити лише найпоширеніші мутації, що викликають захворювання. Якщо у пацієнта дуже рідкісна мутація, лабораторія може не виявити її.
  • Вчені ще не визначили всіх генів та їх мутацій, відповідальних за генетичні захворювання.
  • У пацієнта може бути не хвороба, на яку його тестували, а інша із подібними симптомами, тому дослідники, можливо, не дослідили правильний ген.

Важливо пам’ятати, що генетичне тестування та наші знання про генетику прогресують із вражаючою швидкістю. Отже, навіть якщо мутації в конкретному випадку сьогодні не виявлено, все одно існує можливість того, що нові методи дозволять вченим знайти цю мутацію в майбутньому.

Чому деякі генетичні тести займають так багато часу, тоді як інші проводяться швидко?

Якщо лабораторія точно знає, яку мутацію вона шукає, оскільки у когось із сім’ї вже діагностовано те саме захворювання, і відомо, яку область гена потрібно дослідити, завдання набагато простіше. Тоді тест може тривати лише один-два тижні.

Однак якщо в минулому в сім’ї не було виявлено мутації або хвороба може бути спричинена розладом множинних генів, для отримання результату знадобиться додаткова робота. Замість того, щоб зосередитись на одному конкретному місці гена, лабораторії часто доводиться аналізувати весь ген або навіть кілька генів. Це може бути дуже тривалим процесом і може зайняти багато місяців. Це залежить від кількох факторів, таких як розмір гена або можливості та обладнання лабораторії.

Наприклад, при м’язовій дистрофії Дюшенна захворювання викликане мутацією гена, який називається дистрофін, який є одним із найдовших відомих генів. Отже, в ньому можуть бути тисячі різних мутацій, і тому пошук точної «сімейної» мутації може бути дуже довгим і нудним процесом. З іншого боку, у випадку хвороби Хантінгтона мутації гена huntingtin завжди відбуваються в одному і тому ж невеликому регіоні. З цієї причини вчені в лабораторії точно знають, яку ділянку гена слід дослідити, тому тест є відносно простим і набагато швидшим.

Якість ДНК також є важливим фактором. Іноді лабораторії повинні спочатку дослідити ДНК когось, хто вже помер, щоб виявити конкретну мутацію в сім'ї. Якщо ДНК померлого має дуже низьку якість, це може подвоїти або потроїти час, необхідний для пошуку мутації. У деяких випадках може бути зовсім неможливо завершити аналіз, оскільки недостатньо ДНК.

Результати можуть бути неправильними?

Оскільки генетичні тести мають дуже значні наслідки не лише для окремої людини, але і для всієї родини, вони обробляються дуже ретельно. Робляться численні кроки для забезпечення точності результату. Якщо мутація виявлена, її завжди переглядають, щоб перевірити правильність результату. Хоча багато етапів тестування виконуються приладами, вчені все ще перевіряють результати. Вони часто реалізують ще один тест, так званий "Хрестик" для підтвердження вихідного результату. Також слід дотримуватися спеціальних процедур, щоб гарантувати, що зразки не змішуються під час обробки матеріалів. Крім того, багато лабораторій є частиною програм контролю якості, які допомагають забезпечити якість їх роботи завдяки надійному генетичному тестуванню.

Що відбувається з моїм зразком після тесту?

Якщо пацієнт прямо не вимагає знищити його або її зразок після тесту, лабораторії зазвичай зберігають ДНК, а іноді і зразки хромосом, на випадок, якщо пацієнту або його сім'ї потрібно буде використовувати його в майбутньому. Звичайно, люди можуть у будь-який час вимагати знищення їх ДНК або повернення їх у свої руки. Тестування на різні інші захворювання не проводиться без згоди пацієнта.

Оскільки нові та кращі діагностичні тести продовжують розвиватися, лабораторії можуть використовувати їх для повторного дослідження збережених старих зразків (особливо, якщо, наприклад, вихідні результати були негативними і не виявили захворювання), якщо тест був схвалений. Таким чином, пацієнти та клініцисти можуть забезпечити наявність найновіших методологій тестування. Лабораторії можуть використовувати анонімізовані зразки ДНК лише для розробки нових тестів або для протоколів контролю якості, якщо зацікавлена ​​особа не заявляє, що не бажає використовувати зразок таким чином. Як і будь-який інший зразок біологічного матеріалу, ДНК вважається частиною медичної картки пацієнта і, отже, є частиною лікарської таємниці і пов'язана секретністю та недоторканністю. Це означає, що доступ до нього можливий лише для відповідного медичного працівника.

Деякі люди переживають, що поліція матиме доступ до їх ДНК. Це надзвичайно рідкісна ситуація. Якщо поліція вимагала доступу до зразків ДНК у генетичній лабораторії (а також до будь-якої іншої частини медичної картки пацієнта), це можливо лише після подання судового наказу.

Кредити

Ця брошура була створена за допомогою доктора Іана М Фрейлінга, Інститут медичної генетики, Університетська лікарня Уельсу, Кардіфф, Великобританія; Доктор Доменіко Ковіелло, лабораторія медичної генетики, Фондаціоне IRCCS, Мілан, Італія та Genetic Interest Group.

Переклад: Яна Бехунова (червень 2009)
І. Кафедра дітей та підлітків, медичний факультет, UPJŠ та DFN Košice, Генетична амбулаторія DFN
Тр. SNP 1, 040 66 Кошице
тел. 055 640 2530/2393
[email protected]
[email protected]

Цю роботу підтримав проект Eurogentest в рамках європейської 6РП; номер договору -NoE 512148

Виберіть іншу мову:

  • Англійська
  • Польська
  • українська
  • Словацька
  • Український
  • Турецька
  • Голландська (nl)
  • Хорватська
  • руська
  • Румунська
  • Естонія
  • Голландська (be)
  • ελληνικόσ (гр)
  • Німецька
  • Фінська
  • Ісленська
  • Шведська
  • Іспанська
  • Чеська
  • Словенський
  • Italiano
  • Фарсі (Ірландія)
  • Фарсі (аф)
  • Французька
  • бенгальська
  • Угорська
  • Португальська
  • Датська
  • Арабська (Om) НОВЕ
  • Арабська (Bh) НОВА
  • Китайська (спрощена) НОВА
  • Китайська (традиційна) НОВА
  • Японський НОВИЙ