211service.com
Foetale cellen bieden belofte bij prenataal testen
Een microscoopbeeld gemaakt met een apparaat dat wordt gebruikt om individuele cellen te isoleren.
Het jaar waarin Led Zeppelin zijn eerste album uitbracht, in 1969, ontdekten artsen in Californië dat ze soms Y-chromosomen konden spotten in sommige cellen die waren verzameld uit het bloed van een zwangere vrouw. Het betekende dat de cellen van de baby kwamen, ervan uitgaande dat het een jongen was.
De aanwezigheid van foetale cellen die circuleren in het bloed van de moeder suggereerde onmiddellijk dat het vangen en analyseren ervan een manier zou kunnen zijn om foetussen te testen op genetische afwijkingen. Maar de race om dit te doen veranderde in een beproeving van 50 jaar, en de meeste wetenschappers die bij de inspanning betrokken waren, gaven het op. Het blijkt dat foetale cellen in het bloed van een zwangere vrouw vrij zeldzaam zijn. Een ons bloed kan er 10 hebben, of soms geen, en ze zijn moeilijk te vinden.
Iemand die niet opgaf, is Art Beaudet, een veelgeprezen arts-onderzoeker en professor in de afdeling Moleculaire en Menselijke Genetica van het Baylor College of Medicine, die zegt dat zijn laboratorium nu voorlopig bewijs heeft dat zo'n bloedtest mogelijk is. Het scepticisme dat iemand dit ooit zal laten werken, is enorm, erkent Beaudet, die schat dat tot een dozijn biotechbedrijven die zijn opgericht om op foetale cellen gebaseerde prenatale diagnostiek te ontwikkelen, hun nederlaag hebben toegegeven en hun deuren hebben gesloten. Het is een lange, harde slog geweest.
De reden dat een dergelijke test de prenatale geneeskunde zou kunnen transformeren, is dat één foetale cel typisch een perfecte kopie van een foetaal genoom draagt. Als wetenschappers dergelijke cellen betrouwbaar en herhaaldelijk in het bloed van een moeder kunnen vastleggen, zou dat een ongekende schat aan gegevens betekenen - en een manier om foetussen met ernstige genetische problemen voor de geboorte te identificeren. Als een dergelijke test op grote schaal zou worden toegepast, zou uiteindelijk informatie over elke DNA-letter in elke toekomstige baby kunnen worden onthuld.
Momenteel kiezen veel vrouwen voor een ander soort bloedonderzoek dat scant op foetaal DNA dat in de bloedbaan van een moeder drijft. Deze NIPT-tests (voor niet-invasieve prenatale tests) waren een commerciële zegen omdat ze een gemakkelijke en goedkope manier zijn om te screenen op het syndroom van Down, dat wordt veroorzaakt door een extra chromosoom. Maar Beaudet denkt dat ze onbewust het aantal genetische afwijkingen hebben verhoogd dat onopgemerkt blijft, want hoewel ze kleinere genetische problemen niet opmerken, hebben ze het aantal vrouwen verminderd dat op zoek is naar traditionele vruchtwaterpunctie - de gouden standaard van prenatale tests, waarbij een lange naald in de buik van een zwangere vrouw steken om cellen te verzamelen voor analyse.
Beaudet zegt dat wat hem motiveerde de constante stroom gezinnen was die baby's met een zeer ernstige handicap ter wereld brachten. De test begint met het identificeren van deleties en duplicaties binnen een chromosoom (dat wil zeggen, ontbrekende of extra delen), inclusief die geclassificeerd als de novo, wat betekent dat ze nieuw zijn voor de foetus in plaats van te worden geërfd van de ouder. Net als NIPT zouden de celgebaseerde tests ook grotere chromosomale fouten vinden, zoals trisomieën of extra kopieën van een chromosoom.
Zodra dat proces eenmaal is vastgesteld, zou Beaudet doorgaan met het vinden van kleinere de novo-mutaties, die opduiken in ongeveer 500 genen en maar liefst één op 200 zwangerschappen treffen. Alles bij elkaar genomen komen deze fouten vijf keer zo vaak voor als het syndroom van Down, zegt hij. Ze zijn verantwoordelijk voor een reeks zeldzame aandoeningen, waaronder enkele gevallen van autisme en het Prader-Willi-syndroom, wat resulteert in een verstandelijke beperking en ongecontroleerde honger die kan leiden tot obesitas.
Beaudet heeft samengewerkt met twee bedrijven, Arcedi Biotech en RareCyte, die technologie hebben voor het opsporen en uitkiezen van één cel uit miljoenen in een bloedmonster. RareCyte, gevestigd in Seattle, gebruikt een scanner ter grootte van een grote magnetron om bloedmonsters van zwangere vrouwen te bekijken en trofoblasten op te sporen, of cellen uit de placenta die het DNA van de foetus delen. Een microscopisch rietje wordt gebruikt om een bepaalde cel op te zuigen. De Baylor-wetenschapper zegt dat zijn gegevens aantonen dat het haalbaar is om DNA van afzonderlijke cellen te analyseren op manieren die de resultaten van andere tests nabootsen, maar hij geeft toe dat de technologie nog niet geautomatiseerd of consistent genoeg is om routinematig te worden aangeboden. We hebben de afgelopen twee jaar fenomenale vooruitgang geboekt, zegt hij. Maar we moeten in de loop van de tijd bewijzen dat we anders zullen zijn.
Diana Bianchi, een geneticus en neonatoloog bij Tufts Medical Center, die jarenlang heeft gewerkt aan het bestuderen van foetale cellen, vindt de taak te moeilijk. Bovendien kan de manier waarop DNA uit één cel wordt uitgelezen - het moet eerst vele malen worden gekopieerd - fouten introduceren. Het klinkt heel verleidelijk, alsof het oude vriendje zegt: ‘Kunnen we weer bij elkaar komen?’, zegt Bianchi. Maar ik denk dat er nog niet echt iets is veranderd in de relatie. Ik heb het gevoel dat we een fundamentele sprong in technologie of biologie nodig hebben om meer foetale cellen in de circulatie te krijgen.
Bianchi zet in plaats daarvan in op de verdere ontwikkeling van bestaande prenatale bloedonderzoeken. Die tests, die al veel worden aangeboden en goed werken, zoeken naar fragmenten van celvrij of los DNA dat in het bloed van een zwangere vrouw drijft. Terwijl meer dan 90 procent van het DNA van de moeder is, is 5 tot 10 procent afkomstig van de placenta of foetus en kan worden gemeten met behulp van snelvuur-sequencingmachines. Dergelijke tests kunnen grote problemen opsporen, zoals een extra chromosoom, maar door de manier waarop het DNA van de moeder en de baby met elkaar vermengd is, kunnen ze kleinere fouten die nog steeds ernstig zijn nog niet op betrouwbare wijze opsporen.
Kunst is geen dom persoon, zegt Ronald Wapner, klinisch geneticus en specialist in maternale-foetale geneeskunde aan het Columbia University Medical Center, die jaren geleden een soortgelijke jacht op foetale cellen uitvoerde. Hij is op kruistocht geweest om foetale cellen te vinden. Hij is hier lang mee bezig geweest. Waarom in godsnaam op deze kruistocht gaan? Omdat het alles zou veranderen.
Uiteindelijk zouden cellen een manier kunnen zijn om routinematig een volledige gensequentie te verkrijgen, waardoor het mogelijk wordt om zelfs individuele veranderingen in DNA-letters te herkennen. Met een cel, zegt Wapner, kun je een foetus sequencen en puntmutaties vinden [die met een enkele nucleotidebase], wat je nu praktisch niet kunt doen.'
Beaudet hoopt dat Baylor de komende maanden kan opschalen naar het uitvoeren van 10 tests per week op onderzoeksbasis. De volgende stap zou zijn om de test op de markt te brengen, waarschijnlijk voor ongeveer $ 3.000, hoewel de prijs zou moeten dalen tot minder dan $ 1.000 om te kunnen concurreren met celvrije DNA-tests. Vooralsnog wordt bevestiging van de resultaten via invasieve testen aanbevolen.
Beaudet denkt ook dat het mogelijk is dat het vastleggen van cellen een manier is om het hele genoom van een foetus te sequensen, iets wat hij zegt te zullen proberen. Maar het idee dat ouders van tevoren zouden kunnen weten wat de genetische samenstelling van hun baby is - elk gezondheidsrisico of de kleur van het haar - blijft controversieel. Er zou enige discussie zijn over de vraag of het eerlijk is voor de foetus, zegt Beaudet. Hij zegt dat Baylor zich in plaats daarvan concentreert op het opsporen van verwoestende gezondheidsproblemen: het belangrijkste is om zeer ernstige mutaties te vinden die zeer ernstige handicaps veroorzaken. Dat is de focus.