211service.com
Een test voor 400 erfelijke ziekten
Onderzoekers hebben een nieuwe test ontwikkeld die is ontworpen om gelijktijdig genetische mutaties te detecteren die betrokken zijn bij meer dan 400 ernstige ziekten. De test, die zeer nauwkeurig bleek te zijn, is in eerste instantie bedoeld om aanstaande ouders te screenen op mutaties die verband houden met zeldzame erfelijke aandoeningen.
Ziektes spotten: De witte kolom in het midden van deze DNA-sequentiekaart markeert een vierletterige deletie in het genoom die verband houdt met een aandoening die het Lesch-Nyan-syndroom wordt genoemd. De aandoening, die in de kindertijd toeslaat, veroorzaakt ernstige mentale en fysieke problemen.
Dankzij goedkope sequencing-technologie willen wetenschappers de test aanbieden voor slechts een paar honderd dollar, vergelijkbaar met de kosten van tests die momenteel beschikbaar zijn voor het opsporen van individuele ziekten of een handvol aandoeningen.
We willen dat deze test op dezelfde manier beschikbaar komt als Tay-Sachs en cystic-fibrose-testen, zegt Stephen Kingsmore , Chief Scientific Officer van het National Center for Genome Resources en senior auteur van het onderzoek. Tay-Sachs, een zeldzame erfelijke aandoening, slaat toe in de kindertijd en is meestal fataal binnen de eerste paar jaar van het leven. Veertig jaar ervaring met Tay-Sachs heeft ertoe geleid dat die vreselijke aandoening in Noord-Amerika zo goed als uitgeroeid is, zegt hij. Dit is alleen op grotere schaal.
De nieuwe test, die de opeenvolging van ongeveer 2 miljoen letters DNA leest, verdeeld over 7.000 verschillende brokken, is ontworpen om mutaties te detecteren in genen die zijn gekoppeld aan zogenaamde recessieve Mendeliaanse aandoeningen, waaronder cystische fibrose en Tay-Sachs. Mensen die twee gemuteerde kopieën van het betreffende gen erven, krijgen gegarandeerd de ziekte, terwijl mensen met slechts één kopie dat niet zullen doen. Deze ziekten slaan vaak vroeg in het leven toe met ernstige gevolgen, waaronder ernstige invaliditeit en overlijden. En hoewel ze individueel zeldzaam zijn, zijn ze samen goed voor ongeveer 20 procent van de kindersterfte.
Het testen van aanstaande ouders op deze mutaties kan hen helpen de ziekten te voorkomen of te plannen. Koppels die beide drager zijn van mutaties in een bepaald ziektegebonden gen kunnen ervoor kiezen om te adopteren, om genetische tests uit te voeren op in vitro bevruchte embryo's, of om prenatale tests uit te voeren en de getroffen zwangerschappen te beëindigen.
Hoewel meer dan 1.000 genen zijn gekoppeld aan recessieve Mendeliaanse aandoeningen, screenen de tests die nu beschikbaar zijn voor toekomstige ouders alleen op de meest voorkomende, zoals cystische fibrose, en worden ze voornamelijk aangeboden aan ouders in risicogroepen. Asjkenazische joden lopen een bijzonder risico om bijvoorbeeld Tay-Sachs-mutaties bij zich te dragen.
Het kunnen screenen op meer dan 400 zeldzame aandoeningen is echt een belangrijke stap vooruit, zegt Eric Topol , directeur van het Scripps Translational Science Institute, die niet bij het onderzoek betrokken was. Daar hebben we vandaag niets aan.
De belangrijkste belemmering voor brede genetische screening zijn de kosten, want het soort DNA-sequencing dat in de meeste klinische diagnostische tests wordt gebruikt, is erg duur. Kingsmore en medewerkers maakten gebruik van de nieuwste sequencing-technologie, waarmee veel grotere hoeveelheden DNA sneller en goedkoper kunnen worden gesequenced. Deze technologie heeft genetisch onderzoek al getransformeerd, maar het heeft langzaam zijn weg gevonden naar medisch gebruik.
Een grote vraag is of het robuust genoeg is om te worden gebruikt in klinische tests bij mensen, zegt Kingsmore. Volgens zijn bevindingen, gepubliceerd op woensdag in Wetenschap Translationele geneeskunde , het antwoord is ja. In vergelijking met een andere technologie - microarrays die zijn ontworpen om specifieke genetische mutaties te detecteren - was de op sequencing gebaseerde benadering 99,98 procent nauwkeurig. En het vervolgonderzoek van DNA van 100 mensen met een bekende mutatie was 100 procent nauwkeurig. (Het team van Kingsmore ontdekte zelfs dat een aantal van de originele monsters verkeerd waren geclassificeerd.)
Het voordeel van een op sequencing gebaseerde test ten opzichte van een test die gebruik maakt van microarrays, is dat de laatste alleen bekende mutaties kan detecteren. Sequencing daarentegen kan elke variatie in ziektegebonden genen opsporen, zelfs als deze nog nooit eerder is waargenomen. (Voor sommige ziekten zijn enkele veelvoorkomende mutaties verantwoordelijk voor de meeste gevallen van de ziekte, maar voor andere kunnen veel verschillende soorten mutaties het relevante gen verstoren.) Een uitgebreide screeningtest vorig jaar gelanceerd door een startup genaamd Counsyl-tests alleen voor bekende mutaties . Dat is een probleem, zegt Kingsmore, omdat we voor de meeste ziekten geen goede catalogus met mutaties hebben.
Om de nieuwe test te ontwikkelen, heeft het team bestaande technologie aangepast om relevante delen van het genoom te selecteren door stukken complementair DNA aan de interessegebieden te binden en ze uit een soep van DNA te halen. Vervolgens gebruikten ze sequencing-technologie van Illumina om het geëxtraheerde DNA te analyseren. Sinds het indienen van hun paper hebben de onderzoekers de test uitgebreid om te scannen op mutaties die verband houden met meer dan 600 verschillende aandoeningen.
Kingsmore zegt dat de test momenteel $ 618 kost om uit te voeren, exclusief eventuele kosten in verband met commercialisering. Hij voorspelt dat de kosten de komende twee jaar zullen dalen. Zijn instituut, een non-profitorganisatie die de technologie heeft ontwikkeld met financiering van een patiëntenvereniging, wil deze aanbieden voor $ 500, vergelijkbaar met de huidige carrier-schermen.
Snelle vooruitgang in sequencing maakt het mogelijk om de enorme hoeveelheid sequencing-informatie te verzamelen tegen beheersbare kosten, zegt Arthur Beaudet , voorzitter van de afdeling Moleculaire en Menselijke Genetica van het Baylor College of Medicine, die niet betrokken was bij het onderzoek. En het zal in de loop van de tijd waarschijnlijk goedkoper worden.
De test is nog niet beschikbaar voor aanstaande ouders. Onderzoekers beginnen de technologie nu te testen in klinische laboratoria, een noodzakelijke stap in de richting van goedkeuring door de Food and Drug Administration. We denken het in de zomer van 2011 op onderzoeksbasis te kunnen aanbieden, zegt Kingsmore.