Genetické testovanie, výhody a obmedzenia
Genetické testovanie sa stalo čoraz viac používaným lekárskym vyšetrením s najrôznejšími indikáciami, od identifikácie rizika vzniku určitých chorôb až po stanovenie najlepšieho terapeutického postupu pri niektorých patologických stavoch, ako je rakovina. V poslednej dobe sa Nutrigenetika uprednostňuje výber stravy a životného štýlu podľa individuálneho genetického profilu. Výhody genetického testovania sú preto nespochybniteľné, stále však existuje množstvo obmedzení a výziev.
Genetické testovanie: analýza DNA
Genetické testovanie spočíva v analýze DNA, chromozómov, ale aj proteínov alebo určitých metabolitov na detekciu genotypov, mutácií, fenotypov alebo dedičných karyotypov príbuzných chorobe na klinické účely [1].
Tento typ testovania sa na určitej úrovni praktizuje minimálne od začiatku 20. storočia, tvrdí A. Krause, špecialista na ľudskú genetiku na univerzite vo Witwatersrand v Johannesburgu. V polovici ôsmej dekády sa počet genetických testov na analýzu DNA viditeľne zvyšoval, prevládali však testy zahŕňajúce jeden gén alebo sekcie jedného génu [1].
Sekvenovanie ľudského genómu
Zároveň sa genetické testovanie dlho považovalo za okrajový prostriedok posledného diagnostického zámeru, ktorý sa vyžadoval po vyčerpaní všetkých ostatných prostriedkov [2]. Postupne sa v dôsledku prehlbovania dôležitosti informácií, ktoré prinášajú gény, zaznamenal značný vývoj počet a typológia genetických testov.
Kľúčovým momentom vo vývoji genetického testovania bolo sekvenovanie ľudského genómu, vyvrcholením medzinárodného projektu, na ktorom sa pracovalo 13 rokov. Tento obrovský vedecký úspech umožnil vytvorenie solídnej technologickej platformy pre štúdium génov spojených s určitými chorobami. Ďalším pozoruhodným krokom bolo zavedenie nových sekvenačných techník (NGS), ktoré ponúkali množstvo výhod, ako napríklad rýchle zníženie nákladov, oveľa vyššiu úroveň rozlíšenia, vyššiu dostupnosť a rozsah genetického testovania, najmä pri poruchách s jedným génom. [1]. So znížením nákladov a objavením sa nových metód existuje možnosť sekvenovania celého exómu alebo genómu a na druhom mieste je ponechané cielené testovanie génov, ktoré klinický lekár považuje za korelačné s patológiou a fenotypom choroby pacienta [2].
Genómové testovanie teda ukončilo testovanie génov v zmysle možnosti štúdia všetkých génov človeka, ako aj interakcií týchto génov navzájom a s prostredím človeka. Táto inovatívna disciplína, genomika, otvára cestu pre nové terapie v prípade komplexných chorôb, ako aj pre nové diagnostické metódy [3].
Užitočnosť genetického testovania
V analýze vývoja techník v tejto oblasti Krause poznamenáva, že testovanie pomocou analýzy DNA ponúka vyššie výhody ako testovanie iných metabolitov, pretože DNA zostáva nezmenená od počatia po smrť a je zvyčajne rovnaká vo všetkých tkanív. „Niektoré metabolity môžu byť merateľné iba v prípade, že dôjde k ochoreniu, ale analýzu DNA je možné vykonať raz a navždy, s rovnakými výsledkami,“ hovorí Krause [1].
Hodnota genetického testovania je zrejmá, ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že viac ako 10 000 chorôb je geneticky podmienených alebo podmienených a postihuje 5 - 8% novorodencov, podľa M. Covic a kol. Majú veľkú rozmanitosť a nachádzajú sa takmer vo všetkých lekárskych odboroch [4]. Medzi najčastejšie dedičné choroby patrí cystická fibróza, Huntingtonova choroba, hemofília, kosáčikové ochorenie, Duchennova svalová dystrofia, Marfanov syndróm alebo Leberova dedičná optická neuropatia.
Prenatálne genetické testovanie
Spolu s týmito chorobami, ktoré zahŕňajú mutácie prenášané od predchodcov, oblasťou záujmu z hľadiska genetického vena sú multifaktoriálne a plurigénne choroby. Aj keď sú ovplyvnené určitými faktormi životného prostredia, ktoré „spúšťajú, urýchľujú alebo zhoršujú patologický proces“, stále majú genetickú zložku, ktorú nemožno zanedbávať. Táto oblasť zahŕňa bežné choroby dospelých, ako sú srdcové choroby, cukrovka, niektoré druhy rakoviny, vysoký krvný tlak, astma, obezita, ale aj degeneratívne choroby ako Alzheimerova alebo Parkinsonova choroba, niektoré psychózy atď. [4].
Na druhej strane je prenatálne genetické testovanie, rovnako ako iné prenatálne skríningové metódy, mimoriadne dôležité pre hodnotenie zdravia embrya alebo plodu, najmä v prípade rizikových skupín (tehotné ženy nad 35 rokov, tehotné ženy). nositelia genetických mutácií alebo členovia rodiny s anamnézou genetických mutácií, tehotné ženy, u ktorých iné vyšetrenia počas tehotenstva naznačili možné genetické poruchy embrya atď.). Prenatálne genetické testovanie, ktoré teraz využíva aj neinvazívne metódy, pomáha odhaliť závažné abnormality a umožňuje budúcim rodičom prijímať informované rozhodnutia.
Základné indikácie
V súčasnosti medzi hlavné indikácie genetického testovania patria: potvrdenie alebo vyvrátenie známej alebo suspektnej diagnózy genetickej poruchy u symptomatického pacienta (genetické diagnostické testy); identifikácia rizika vzniku celoživotného stavu u asymptomatických osôb (prediktívne alebo presymptomatické genetické testy); identifikácia nosičov autozomálnych alebo recesívnych mutácií, ktorí sú vystavení riziku narodenia detí s genetickou poruchou (genetické vyšetrenie nosiča alebo nosičov); hodnotenie zdravia plodu alebo embrya (prenatálne genetické testy a testy na predimplantačnú genetickú diagnostiku); identifikácia genetických mutácií, ktoré môžu spustiť rôzne choroby (napr. fenylketonúria alebo vrodená hypotyreóza), ihneď po narodení, na ich liečbu alebo profylaxiu pred objavením sa príznakov alebo ich zhoršovaním (genetický skríning novorodencov) [5].
Samostatnou kategóriou genetického testovania sú farmakogenetické a farmakogenomické testy. Usmerňujú výber liečby podľa každého pacienta určením jeho genetických variácií, ktoré ovplyvňujú jeho reakciu na určité lieky a toleranciu na určité dávky. Inými slovami, je možné prispôsobiť liečbu s dvoma hlavnými výhodami: predpovedaním rizika nežiaducich reakcií na liek a vyvinutím farmakogenetických profilov, upraviť dávku lieku tak, aby sa dosiahla maximálna účinnosť [4].
Aj keď to nie je zamerané na lekárske problémy, genetické testovanie na právne účely má osobitný význam a patrí medzi najžiadanejšie. Takéto testy sa nepoužívajú na zisťovanie génových mutácií spojených s chorobným stavom, ale pomáhajú identifikovať ľudí v rozhodujúcich situáciách (obete trestného činu alebo katastrofy, podozriví z trestných činov, jednotlivci, pre ktorých je nevyhnutné nadviazať príbuzenstvo s ostatnými). osoby (napr. testy otcovstva) [5].
Nutrigenomika a Nutrigenomické testy
Podľa novších prúdov by individuálny genetický profil ovplyvňoval reakciu tela na rôzne živiny v strave, čo je aspekt, ktorý študuje nutričná genetika. Účinky bioaktívnych zložiek v potravinách na génovú expresiu sa súčasne analyzujú pomocou nutričnej analýzy. Spolu s nutričnou epigenomikou (ktorej cieľom je analyzovať epigenetické zmeny v kontexte výživy) tvoria dve nové disciplíny nutričnú genomiku [6]. S formovaním týchto disciplín boli vyvinuté testy, ktoré majú korelovať genetický profil človeka s personalizovanou stravou a životným štýlom zodpovedajúcim genetickej špecifickosti. Takéto testy boli vyvinuté špeciálne pre ľudí trpiacich potravinovou intoleranciou, ale aj pre tých, ktorí trpia nadváhou.
Americká akadémia výživy a dietetiky však pred niekoľkými rokmi poukázala na to, že použitie Nutrigenetických testov pri dietetickom poradenstve by sa malo robiť opatrne. Tento prístup v bežnej praxi môže byť predčasný. „Odborníci na výživu na výživu potrebujú základné vedomosti o genetike, ktoré slúžia ako základ pre pochopenie nutričnej genomiky, a tieto zručnosti si vyžadujú pokročilé vedomosti a zručnosti,“ uviedla inštitúcia. [6].
Genetické testovanie v prevencii a liečbe rakoviny
Genetické testovanie sa tiež stalo spojencom v boji proti rakovine na jednej strane pomocou prediktívnych testov a na druhej strane prostredníctvom podpory ponúkanej pri výbere a vývoji terapií, ktoré sa osobitne zameriavajú na nádorové bunky.
Aj keď toto ochorenie nie je z veľkej časti čisto genetického pôvodu, genetické testovanie môže poskytnúť užitočné informácie o zvýšenom riziku vzniku formy dedičnej alebo rodinnej rakoviny u človeka počas celého života. Najznámejšie gény podieľajúce sa na spúšťaní dedičnej rakoviny sú BRCA1 a BRCA2, ktorých mutácie indukujú riziko vzniku rakoviny prsníka okolo 60 - 80% do veku 70 rokov [4]. Nositelia takejto mutácie sú vystavení zvýšenému riziku ďalších druhov rakoviny: vaječníkov, prostaty, pankreasu.
Ďalším génom zodpovedným za takéto syndrómy je APC, od familiárnej adenomatóznej polypózy, ktorá predisponuje ku kolorektálnemu karcinómu, ale aj k ďalším malignitám, ako sú duodenálne a žalúdočné nádory, nádory ústnej dutiny, osteómy a desmoidné nádory, meduloblastómy a glioblastómy atď. Gény MSH2, MLH1, MSH6, PMS2, EPCAM, špecifické pre Lynchov syndróm, sú pôvodcom najbežnejšej genetickej predispozície na rakovinu hrubého čreva. Mutácie v Lynchovom syndróme zahŕňajú riziko 80% pre rakovinu hrubého čreva a konečníka vo veku 70 rokov a 60% pre rakovinu endometria u žien, ale tiež predispozíciu k rozvoju ďalších druhov rakoviny: žalúdka, vaječníkov, tenkého čreva, žlčových ciest, moču a tak ďalej [4].
Pri niektorých syndrómoch hrá genetické testovanie kľúčovú úlohu pri včasnom odhalení malignít a optimálnom zvládnutí ochorenia. Včasnú diagnostiku novotvarov navyše dopĺňajú inovatívne genetické testy, ako napríklad detekcia DNA rakovinových buniek v krvi (tzv. Tekutá biopsia).
Pochopenie mechanizmov onkogenézy
Súčasne genetika čoraz viac prispieva k porozumeniu mechanizmov onkogenézy a vývoju cielenej liečby. Pokroky v tejto oblasti viedli k návrhu testov, ktoré detegujú mutácie alebo biomarkery spojené s určitými solídnymi nádormi. Identifikácia genetického profilu typu rakoviny, ktorou pacient trpí, vedie podľa sprievodcu výberom najvhodnejšej liečby pre neho. Zistená mutácia môže nasmerovať liečbu na existujúcu terapiu alebo na klinické skúšanie s liekom, ktorý má potenciál liečiť tento typ rakoviny. Takéto testy, najmä pre pokročilé druhy rakoviny, sa začali začleňovať do osobitných národných programov. Na druhej strane, u zriedkavých druhov rakoviny bez špeciálnej liečby existuje tendencia praktizovať sekvenovanie genómu, čo môže naznačovať mutácie zodpovedajúce liečbe už schválenej pre iné druhy rakoviny.
„Domáce“ genetické testovanie
V roku 2010 oznámenie spoločnosti o distribúcii súprav na genetické testovanie v drogériách v USA prinieslo množstvo výhod a nevýhod. Boli to testy, ktoré mohol použiť ktokoľvek vo svojom vlastnom dome na získanie testu na stanovenie genetickej predispozície k určitým chorobám, ako je Alzheimerova choroba, cukrovka, rakovina prsníka a ďalšie závažné choroby. Vzorka DNA odobratá doma bola potom odoslaná do spoločnosti na analýzu a interpretáciu výsledkov. Takéto súpravy, ktoré sa stali veľmi populárnymi, sa odvtedy klasifikovali ako „genetické testy priamo k spotrebiteľovi (DTC)“. Na rozdiel od testov vykonaných za štandardných podmienok má tento typ rekreačnej genetiky veľkú nevýhodu neúplných a často zavádzajúcich výsledkov.
Podľa genetickej poradenskej spoločnosti Gray Genetics je domáce genetické testovanie atraktívne, relatívne lacné a môže dokonca viesť k pozitívnym zmenám životného štýlu, nemožno ho však považovať za diagnostické testovanie a nemalo by sa používať na lekárske rozhodnutia. „Genetické testovanie vykonávané spoločnosťami, ktoré ponúkajú genetické testovanie doma, je často dosť obmedzené, čo je základom ich dostupnosti,“ tvrdia špecialisti Gray Genetics.
Inovatívne metódy genetického testovania
Techniky genetického testovania sa za posledné desaťročia významne vyvinuli, takže od analýzy jedného génu po komplexné testy, ktoré analyzujú viac génov, exóm (kódujúce sekvencie genómu) alebo celý ľudský genóm [8].
Techniky ako microarray alebo sekvenovanie významne zvýšili schopnosť analyzovať genetický materiál a rýchlosť detekcie genetických abnormalít. V súčasnosti je platforma microarray pre molekulárny karyotyp považovaná za zlatý štandard pre detekciu chromozomálnych abnormalít [1]. To umožňuje identifikáciu aj veľmi malých chromozomálnych nerovnováh. Sekvenovanie celého exómu (WES) a sekvenovanie celého genómu (WGS) sú zďaleka najsľubnejšími metódami genetického vyšetrovania. Dôležitosť WES je daná skutočnosťou, že exóm predstavuje zložku genómu s najsugestívnejšími mutáciami, ktoré poskytujú klinické fenotypy [7]. Na rozdiel od WES, ktorý umožňuje analýzu iba 1 - 1,5% ľudského genómu, poskytuje WGS prehľad o celom genóme a zvyšuje tak v mnohých prípadoch pravdepodobnosť diagnózy.
Úloha genetickej konzultácie
Na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné zvoliť a interpretovať genetické testovanie v kontexte genetických konzultácií a genetického poradenstva. Podľa Covica a kol. Je Genetická konzultácia špecializovaný a komplexný lekársky úkon. V prípade potreby sa odporúčajú genetické vyšetrenia v závislosti od osobnej a rodinnej anamnézy pacienta, fyzikálneho a klinického vyšetrenia, paraklinických vyšetrení atď. Na záver „úlohou genetického poradenstva je informovať pacienta o následkoch choroby, pravdepodobnosti jej výskytu alebo prenosu v rodine a spôsoboch, ako je možné jej predchádzať alebo ju zmierniť“ [4].
obmedzenie
Napriek pozoruhodnému vývoju genetiky a genomiky v súčasnosti zostáva veľa výziev, vrátane technických, interpretačných a etických. Niektoré mutácie zostávajú neidentifikované alebo je ťažké ich dešifrovať. Existujú situácie, v ktorých, aj keď príznaky pacienta naznačujú konkrétny syndróm, je genetický test negatívny. Príčiny tohto rozporuplného výsledku môžu byť rôzne a negatívny test nemusí nevyhnutne vylučovať genetické ochorenie [1].
Ďalším obmedzením je takzvaný SUV (varianty s neznámym významom), tj genetické variácie s nejasným patologickým významom. „SUV sú pre lekárov i pacientov mimoriadne frustrujúce, pretože nepomáhajú diagnostikovať alebo zvládať chorobu, ale môžu bez obáv spôsobiť obrovskú úzkosť a následné testy,“ vysvetľuje Krause.
Na druhej strane potvrdenie diagnózy genetického stavu nezaručuje existenciu liečby na jej zlepšenie. Predikčné alebo presymptomatické testy zasa neposkytujú istotu o budúcom vývoji choroby alebo jej závažnosti.
Tieto neistoty a obmedzenia môžu mať významné emočné dôsledky pre pacientov, ktorí by chceli získať viac odpovedí. Zatiaľ čo teda pre niektorých pacientov výsledky genetických testov prinášajú pocit pokoja alebo nádeje, pre druhú časť priťahujú pocity strachu, úzkosti, viny, hnevu, diskriminácie atď. Preto je vo všetkých fázach procesu genetického testovania rozhodujúca psychologická podpora pacientov [4].
Perspektívy
V analýze vývoja genetických vyšetrení v rokoch 2014 - 2017 Phillips et. identifikovalo asi 75 000 testov dostupných na trhu, medzi ktorými prevládali prenatálne testy (v množstve medzi 33 a 43% množstva prideleného na genetické testovanie) a testy na zistenie rizika dedičnej rakoviny (v podiele asi 30%). Počet dostupných testov, ako aj podiel peňazí vynaložených na tento účel naznačili zrýchlený rast a osobitný záujem ľudí o genetické testovanie.
Okrem tohto pozoruhodného vývoja však zostávajú prvoradé najmenej dva aspekty, a to: výber vhodných testov pre každého pacienta a optimálna interpretácia informácií, ktoré poskytujú. Výber testov musí zodpovedať potrebám pacienta, nesmie mať vyšší stupeň zložitosti, ako je nevyhnutný, a musí umožňovať optimalizáciu výsledkov znížením množstva informácií, ktoré je pre pacienta ťažké interpretovať alebo nevyžiadať [1]. Pokiaľ ide o interpretáciu výsledkov, Krause oceňuje, že sme v súčasnosti v štádiu, keď technologické možnosti presahujú naše vedomosti a interpretačné možnosti.
Genetické a genomické testovanie bude aj v ďalších rokoch prispievať k zlepšovaniu presnej medicíny za predpokladu, že sa zvýši miera porozumenia genetickým chorobám, spolu so schopnosťou genetikov riadiť a interpretovať získané údaje.