Περιεχόμενο
- Γενετική εναντίον Γονιδιωματικής
- Ο ρόλος των γονιδιωματικών δοκιμών
- Γονιδιωματικός έλεγχος στον καρκίνο
- Οικιακή δοκιμή γονιδιωματικών
Ο γονιδιωματικός έλεγχος συχνά συγχέεται με τον γενετικό έλεγχο. Η κύρια διαφορά είναι ότι οι γενετικές εξετάσεις έχουν σχεδιαστεί για την ανίχνευση μιας μετάλλαξης ενός γονιδίου (όπως οι μεταλλάξεις BRCA1 και BRCA2 που σχετίζονται με τον καρκίνο του μαστού και των ωοθηκών), ενώ οι γονιδιωματικές εξετάσεις εξετάζουν όλα τα γονίδια σας.
Με μια ευρύτερη ματιά στο γενετικό σας μακιγιάζ - συμπεριλαμβανομένου του πώς τα γονίδια σας αλληλουχούν και πώς επηρεάζουν το ένα το άλλο - οι γονιδιωματικές δοκιμές μπορούν να προσφέρουν πληροφορίες για το πώς λειτουργεί το σώμα σας σε μοριακό επίπεδο και τι σημαίνει αυτό όσον αφορά τον κίνδυνο ασθένειας, την εξέλιξη ή επανάληψη.
Η γονιδιωματική εξέταση χρησιμοποιείται συνήθως στη θεραπεία του καρκίνου για να προσδιοριστεί πώς είναι πιθανό να συμπεριφέρεται ένας όγκος. Αυτό μπορεί να βοηθήσει τους γιατρούς να προβλέψουν πόσο επιθετικός θα είναι ο καρκίνος σας και αν είναι πιθανό να εξαπλωθεί (μετάσταση) σε άλλα μέρη του σώματος.
Το γονιδιωματικό τεστ είναι ένα κεντρικό εργαλείο στην ανάπτυξη εξατομικευμένης ιατρικής που στοχεύει στην προσαρμογή θεραπειών, προϊόντων και πρακτικών στο άτομο.
Γενετική εναντίον Γονιδιωματικής
Ενώ η γενετική και η γονιδιωματική συνδέονται και τα δύο με τα γονίδια, έχουν εντελώς διαφορετικούς στόχους και εφαρμογές.
Γενεσιολογία
Η γενετική είναι η μελέτη των επιδράσεων που έχουν τα γονίδια σε ένα άτομο. Τα γονίδια παρέχουν στο σώμα οδηγίες για τον τρόπο παραγωγής πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες, με τη σειρά τους, καθορίζουν τη δομή και τη λειτουργία κάθε κυττάρου του σώματος.Τα γονίδια αποτελούνται από δομικά στοιχεία, που ονομάζονται DNA, τα οποία είναι διατεταγμένα σε μια σειρά που ονομάζεται «βάσεις». Η σειρά ή η ακολουθία βάσεων θα καθορίσει ποιες οδηγίες αποστέλλονται και πότε.
Ενώ πολλά γονίδια κωδικοποιούνται για την παραγωγή συγκεκριμένων πρωτεϊνών, άλλα μη κωδικοποιημένα γονίδια ρυθμίζουν τον τρόπο και τον χρόνο παραγωγής των πρωτεϊνών (ουσιαστικά ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ορισμένων γονιδίων). Οποιαδήποτε παρέκκλιση στον τρόπο λειτουργίας ενός γονιδίου μπορεί να επηρεάσει τον κίνδυνο ορισμένων ασθενειών ανάλογα με το ποιες πρωτεΐνες επηρεάζονται.
Σε μερικές περιπτώσεις, μια μετάλλαξη ενός γονιδίου μπορεί να προκαλέσει ασθένειες όπως η κυστική ίνωση, η μυϊκή δυστροφία και η δρεπανοκυτταρική νόσος.
Οι γενετικές εξετάσεις μπορούν να αναζητήσουν οποιαδήποτε γενετική μετάλλαξη που μπορεί να έχετε κληρονομήσει από τους γονείς σας, είτε για να επιβεβαιώσετε τη διάγνωση, να προβλέψετε μελλοντικό κίνδυνο είτε να προσδιορίσετε εάν είστε φορέας.
Γονιδιωματική
Η γονιδιωματική είναι η μελέτη της δομής, της λειτουργίας, της χαρτογράφησης και της εξέλιξης του πλήρους συνόλου του DNA, συμπεριλαμβανομένων όλων των γονιδίων. Το γενετικό υλικό συν όλες οι αλληλουχίες ονομάζονται γονιδίωμα. Ο στόχος της γονιδιωματικής είναι να αναλύσει τη λειτουργία και τη δομή ενός γονιδιώματος προκειμένου:
- Κατανοήστε πώς πολύπλοκα βιολογικά συστήματα, όπως το καρδιαγγειακό σύστημα και το ενδοκρινικό (ορμονικό) σύστημα, επηρεάζουν το ένα το άλλο
- Προβλέψτε ποια προβλήματα μπορεί να προκύψουν εάν οι γενετικές αλληλεπιδράσεις παρεμποδίζουν τις φυσιολογικές βιολογικές λειτουργίες
Συνολικά, υπάρχουν 20.000 έως 25.000 διαφορετικά γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες και περίπου 2.000 μη κωδικοποιημένα ρυθμιστικά γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα.
Η γονιδιωματική είναι σημαντική επειδή μας βοηθά να κατανοήσουμε γιατί ορισμένα άτομα έχουν γενετική προδιάθεση για ορισμένες ασθένειες (ακόμα και αν δεν καταλαβαίνουμε πώς αλληλεπιδρούν ορισμένα γονίδια). Αντί να εντοπίζει ένα μόνο γενετικό μονοπάτι, η γονιδιωματική αξιολογεί το πλήθος των γενετικών μεταβλητών που επηρεάζουν την ανάπτυξη ή / και τη θεραπεία μιας ασθένειας, όπως ο καρκίνος ή ο διαβήτης.
Σε αντίθεση με τη γενετική, η γονιδιωματική δεν περιορίζεται σε κληρονομικές μεταλλάξεις. Προσδιορίζει πώς το γενετικό σας μακιγιάζ επηρεάζει την πορεία μιας ασθένειας και, αντίθετα, πώς το περιβάλλον, ο τρόπος ζωής και οι θεραπείες φαρμάκων μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις που αλλάζουν αυτή την πορεία.
Με την κατανόηση αυτών των συνεχώς μεταβαλλόμενων μεταβλητών, οι γιατροί μπορούν να κάνουν πιο ενημερωμένες επιλογές στη θεραπεία, συχνά προληπτικά.
Ο ρόλος των γονιδιωματικών δοκιμών
Η δοκιμή γονιδιωματικών βασίζεται στην τρέχουσα κατανόησή μας για το ανθρώπινο γονιδίωμα, μια διαδικασία που ξεκίνησε με το συνεργατικό πρόγραμμα Human Genome από το 1990 έως το 2003.
Κατά τα επόμενα χρόνια, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αναγνωρίσουν όλο και περισσότερο ποιες γενετικές ανωμαλίες μεταφράζονται όχι μόνο στην ανάπτυξη μιας ασθένειας αλλά και στα χαρακτηριστικά της νόσου. Κάτι τέτοιο παρείχε πληροφορίες για το γιατί μερικοί άνθρωποι αναπτύσσουν πιο επιθετικές μορφές καρκίνου, ζουν περισσότερο με τον ιό HIV ή δεν ανταποκρίνονται σε ορισμένες μορφές χημειοθεραπείας.
Ενώ οι γενετικές εξετάσεις μπορούν να επιβεβαιώσουν ή να αποκλείσουν μια υποψία γενετικής κατάστασης, η γονιδιωματική προχωράει σε ένα βήμα παραπέρα, παρέχοντας μας:
- Δείκτες κινδύνου για τον έλεγχο ασθενειών
- Προγνωστικά δείκτες να προβλέψουμε πόσο γρήγορα θα προχωρήσει μια ασθένεια, πόσο πιθανό είναι να υποτροπιάσει και το πιθανό αποτέλεσμα μιας ασθένειας
- Προγνωστικά δείκτες να καθοδηγήσει τις επιλογές θεραπείας και να αποφύγει την τοξικότητα
- Δείκτες απόκρισης για τον προσδιορισμό της αποτελεσματικότητας διαφόρων θεραπειών
Ενώ η γονιδιωματική εστιάζει στις επιπτώσεις του γενετικού μας μακιγιάζ ανεξάρτητα από όλους τους άλλους παράγοντες, δεν χρησιμοποιείται μεμονωμένα.
Η αυξανόμενη κίνηση προς την εξατομικευμένη ιατρική αλλάζει τον τρόπο προσέγγισης των ασθενειών γενικά. Αντί για μια λύση που ταιριάζει σε όλα, το εξατομικευμένο φάρμακο λαμβάνει υπόψη την υψηλή μεταβλητότητα στη γενετική, το περιβάλλον και τον τρόπο ζωής για να προσφέρει μια πιο προσαρμοσμένη λύση για κάθε άτομο.
Πώς λειτουργεί το τεστ
Οι γονιδιωματικές δοκιμές συνήθως προσφέρονται ως ομάδα στοχευμένων γονιδίων, που κυμαίνονται από την ανάλυση γενετικών «καυτών σημείων» (καθιερωμένες θέσεις μετάλλαξης) έως την πλήρη αλληλουχία γονιδίων. Οι δοκιμές εκτελούνται συνήθως σε ένα εξειδικευμένο εργαστήριο πιστοποιημένο σύμφωνα με το Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) του 1988. Σήμερα, υπάρχουν περισσότερα από 500 εργαστήρια γενετικής πιστοποιημένα με CLIA στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Οι περισσότερες εξετάσεις απαιτούν δείγμα αίματος ή σάλιου ή μπατονέτα στο εσωτερικό του μάγουλου σας (γνωστό ως στοματικό επίχρισμα). Ανάλογα με τους στόχους του τεστ, μπορεί να απαιτούνται μόνο μερικές σταγόνες αίματος ή πολλά φιαλίδια. Μπορεί να χρειαστεί βιοψία όγκου ή μυελού των οστών για άτομα με καρκίνο.
Μόλις ληφθεί το δείγμα, συνήθως χρειάζεται μία έως τέσσερις εβδομάδες για να λάβετε τα αποτελέσματα. Ανάλογα με την κατάσταση που αντιμετωπίζεται, ένας γενετικός σύμβουλος μπορεί να είναι στη διάθεσή σας για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τους περιορισμούς του τεστ και τι σημαίνουν και δεν σημαίνουν τα αποτελέσματα.
Αλληλουχία επόμενης γενιάς
Η αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) είναι το κύριο εργαλείο για γονιδιωματικές δοκιμές. Χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό και την αξιολόγηση της γενετικής ακολουθίας εκατομμυρίων σύντομων τμημάτων DNA που ονομάζεται "διαβάζει". Οι αναγνώσεις στη συνέχεια συναρμολογούνται σε μια πλήρη ακολουθία για να προσδιορίσουν ποιες γενετικές παραλλαγές (παραλλαγές) υπάρχουν και τι σημαίνουν.
Το NGS είναι εξαιρετικά ευέλικτο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αλληλουχία λίγων γονιδίων, όπως για μια κληρονομική ομάδα καρκίνου του μαστού ή για ολόκληρο το γονιδίωμα που χρησιμοποιείται συνήθως για ερευνητικούς σκοπούς για τον έλεγχο σπάνιων ασθενειών.
Δεδομένου ότι οι περισσότερες παραλλαγές έχουν λίγο ή καθόλου γνωστό αντίκτυπο στην ανθρώπινη υγεία, θα φιλτραριστούν για να προσδιορίσουν τις λίγες που έχουν ιατρική σημασία. Αυτές οι παραλλαγές θα βαθμολογούνται στη συνέχεια σε κλίμακα πέντε βαθμών που κυμαίνεται από:
- Καλοήθεις (δεν προκαλούν ασθένειες)
- Πιθανώς καλοήθης
- Αβέβαιος
- Πιθανό παθογόνο (προκαλώντας ασθένειες)
- Παθογόνος
Ενώ τα περισσότερα εργαστήρια θα αναφέρουν τα παθογόνα και πιθανά παθογόνα ευρήματα, μερικά θα περιλαμβάνουν επίσης τα αβέβαια, πιθανά καλοήθη και καλοήθη ευρήματα επίσης. Θα συμπεριληφθεί επίσης μια ερμηνεία από πιστοποιημένο γενετιστή.
Πρωτογενή και δευτερογενή αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα που σχετίζονται άμεσα με μια ύποπτη κατάσταση αναφέρονται σε πρωτογενή αποτελέσματα, ενώ αυτά που έχουν ιατρική σημασία αλλά δεν σχετίζονται ονομάζονται δευτερεύοντα (ή παρεπόμενα) αποτελέσματα.
Τα δευτερεύοντα ευρήματα είναι συχνά σχετικά και ενδέχεται να αποκαλύψουν τον γενετικό κίνδυνο ενός ατόμου για μια μελλοντική ασθένεια, κατάσταση φορέα ή φαρμακογενετικά ευρήματα (πώς το σώμα σας επεξεργάζεται ένα συγκεκριμένο φάρμακο). Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί δοκιμή στους γονείς σας για να προσδιορίσετε ποιες παραλλαγές κοινοποιούνται και ποιες de novo (δεν κληρονομείται).
Γονιδιωματικός έλεγχος στον καρκίνο
Η ανάπτυξη γονιδιωματικών δοκιμών συνέβη λίγο πολύ με την άνοδο των στοχευμένων θεραπειών καρκίνου. Καθώς οι επιστήμονες άρχισαν να κατανοούν πώς ορισμένες γενετικές παραλλαγές μετέτρεψαν τα φυσιολογικά κύτταρα σε καρκινικά, ήταν σε θέση να αναπτύξουν δοκιμές για να εξετάσουν συγκεκριμένες παραλλαγές και να αναπτύξουν φάρμακα για να στοχεύσουν αυτά τα γονίδια.
Σήμερα, οι γονιδιωματικοί έλεγχοι έχουν γίνει όλο και περισσότερο αναπόσπαστο μέρος της θεραπείας και διαχείρισης πολλών διαφορετικών τύπων καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του μαστού και του καρκίνου του πνεύμονα.
Ενώ οι γενετικές εξετάσεις μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό του κινδύνου καρκίνου ενός ατόμου, οι γονιδιωματικές εξετάσεις μας βοηθούν να εντοπίσουμε τους γενετικούς δείκτες που σχετίζονται με το χαρακτηριστικό της νόσου. Μας επιτρέπει να προβλέψουμε την πιθανή συμπεριφορά ενός όγκου, συμπεριλαμβανομένου του πόσο γρήγορα θα αναπτυχθεί και πόσο πιθανό είναι να γίνει μετάσταση.
Αυτό είναι σημαντικό δεδομένου ότι τα κύτταρα ενός όγκου είναι επιρρεπή σε ταχεία μετάλλαξη. Ακόμα κι αν μια μεμονωμένη γενετική παραλλαγή είναι υπεύθυνη για την αύξηση ενός όγκου, η ίδια η ασθένεια μπορεί να πάρει πολλές διαφορετικές πορείες, μερικές επιθετικές και άλλες όχι. Ενώ μια γενετική εξέταση μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό της κακοήθειας, μια γονιδιωματική εξέταση μπορεί να προσδιορίσει τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους αντιμετώπισης της.
Επιπλέον, εάν ένας όγκος μεταλλάσσεται ξαφνικά, ένα γονιδιωματικό τεστ μπορεί να εντοπίσει εάν η μετάλλαξη είναι δεκτική στη στοχευμένη θεραπεία. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το φάρμακο Nerlynx (neratinib) που χρησιμοποιείται για τη στόχευση και τη θεραπεία του καρκίνου του μαστού θετικού σε HER2 πρώιμου σταδίου.
Σύγκριση γενετικών και γονιδιωματικών εξετάσεων στον καρκίνο του μαστού
ΓενεσιολογίαΗ μελέτη των κληρονομικών γενετικών χαρακτηριστικών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με ορισμένες ασθένειες
Η γενετική αποδεικνύει τον κίνδυνο κληρονομιάς καρκίνου από τους γονείς σας
Η δοκιμή BRCA1 και BRCA2 μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του μαστού ή των ωοθηκών
Μόλις μάθετε τον κίνδυνο καρκίνου του μαστού, μπορείτε να λάβετε μέτρα για να μειώσετε ενεργά τον κίνδυνο
Η μελέτη της δραστηριότητας και της αλληλεπίδρασης των γονιδίων στο γονιδίωμα, συμπεριλαμβανομένου του ρόλου τους σε ορισμένες ασθένειες
Μόλις έχετε καρκίνο, η γονιδιωματική καθορίζει πώς θα συμπεριφέρεται ο όγκος
Οι δοκιμές καρκίνου του μαστού Oncotype DX και PAM50 χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό ενός όγκου και προβλέπουν πώς θα ανταποκριθείτε στη χημειοθεραπεία
Με βάση τα αποτελέσματα του γονιδιωματικού τεστ, εσείς και ο γιατρός σας μπορείτε να αποφασίσετε ποιες επιλογές θεραπείας είναι οι πιο κατάλληλες μετά τη χειρουργική επέμβαση
Οικιακή δοκιμή γονιδιωματικών
Οι δοκιμές γονιδιωματικής στο σπίτι έχουν ήδη διεισδύσει στην καθημερινή μας ζωή, ξεκινώντας σε μεγάλο βαθμό με την κυκλοφορία του γενετικού κιτ 23andMe κατ 'ευθείαν στον καταναλωτή το 2007.
Ενώ ορισμένες γενετικές δοκιμές στο σπίτι, όπως οι δοκιμές AncestryDNA και National Geographic Geno 2.0, σχεδιάστηκαν αποκλειστικά για την ανίχνευση της καταγωγής ενός ατόμου, το 23andMe προσέφερε στους καταναλωτές την ευκαιρία να εντοπίσουν τον κίνδυνο ορισμένων γενετικών διαταραχών υγείας.
Είναι ένα επιχειρηματικό μοντέλο που είναι γεμάτο προκλήσεις. Το 2010, η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) διέταξε την 23andMe και άλλους κατασκευαστές οικιακών γενετικών τεστ που σχετίζονται με την υγεία να σταματήσουν να πωλούν τις συσκευές, τις οποίες η ρυθμιστική αρχή θεώρησε «ιατροτεχνολογικά προϊόντα» σύμφωνα με την ομοσπονδιακή νομοθεσία.
Τον Απρίλιο του 2016, μετά από χρόνια διαπραγματεύσεων με το FDA, δόθηκε στο 23andMe το δικαίωμα να αποδεσμεύσει το τεστ Κινδύνου Υγείας της Υπηρεσίας Προσωπικού Γονιδιώματος, το οποίο είναι σε θέση να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την προδιάθεση ενός ατόμου στις ακόλουθες 10 ασθένειες:
- Ανεπάρκεια άλφα-1 αντιτρυψίνης (γενετική διαταραχή που συνδέεται με πνευμονική και ηπατική νόσο)
- Κοιλιοκάκη
- Πρωτογενής αρχική δυστονία (μια ακούσια διαταραχή κίνησης)
- Ανεπάρκεια παράγοντα XI (διαταραχή πήξης του αίματος)
- Νόσος Gaucher τύπου 1
- Ανεπάρκεια αφυδρογονάσης 6-φωσφορικής γλυκόζης (διαταραχή ερυθρών αιμοσφαιρίων)
- Κληρονομική αιμοχρωμάτωση (διαταραχή υπερφόρτωσης σιδήρου)
- Κληρονομική θρομβοφιλία (διαταραχή πήξης του αίματος)
- Η νόσος του Αλτσχάιμερ αργά
- Η νόσος του Πάρκινσον
Οι δοκιμές με βάση το σάλιο προσφέρουν το ίδιο επίπεδο ακρίβειας με αυτό που χρησιμοποιούν οι γιατροί.
Παρά τα πλεονεκτήματα αυτών των προϊόντων, εξακολουθούν να υπάρχουν ανησυχίες μεταξύ ορισμένων υποστηρικτών σχετικά με τον πιθανό κίνδυνο διάκρισης εάν οι γενετικές πληροφορίες κοινοποιούνται χωρίς την άδεια του καταναλωτή. Κάποιοι επισημαίνουν το γεγονός ότι ο φαρμακευτικός γίγαντας GlaxoSmithKline (GSK) είναι ήδη επενδυτής στο 23andMe και σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει τα αποτελέσματα των δοκιμών των πέντε εκατομμυρίων πελατών επιπλέον για να σχεδιάσει νέα φαρμακευτικά φάρμακα.
Για να αντιμετωπίσει την κριτική, η 23andMe ενημέρωσε το FDA ότι τα αποτελέσματα θα "απο-προσδιοριστούν", πράγμα που σημαίνει ότι η ταυτότητα και οι πληροφορίες του καταναλωτή δεν θα κοινοποιηθούν στο GSK.