Naujas genomo metodas leido keliems retomis ligomis sergantiems žmonėms gauti diagnozes, kurių anksčiau nebuvo galima pasiekti, nustatant sudėtingus struktūrinius genetinius pokyčius, kurių dažnai nepastebi atliekant standartinius tyrimus.
Wellcome Sanger instituto (Genomics England), Kembridžo universiteto ligoninių NHS Foundation Trust mokslininkai ir jų bendradarbiai išanalizavo 13 700 tėvų ir vaikų DNR iš 100 000 genomų projekto. Jie nustatė, kad daugelis šių genetinių pokyčių, žinomų kaip struktūriniai variantai, tiesiogiai sutrikdo genus, susijusius su vaikystės vystymusi.
Paskelbta lapkričio 3 d Gamtos komunikacijosŠiame tyrime nustatyta, kad 1 iš 8 šių struktūrinių variantų buvo sudėtingi, dažnai susiję su daugybe pakitimų, ir du kartus didesnė tikimybė, kad dabartiniais klinikiniais tyrimais jie nebus praleisti.
Tyrėjai sukūrė naują vamzdyną, kuris leidžia jiems rasti šiuos struktūrinius variantus ir galėjo juos suskirstyti į kelis potipius, atsižvelgiant į pakeitimo poveikį pacientui. Nors kai kuriems pacientams buvo nustatyta pradinė diagnozė, ši informacija suteikė išsamesnių įžvalgų, kurių anksčiau nebūtų buvę.
Komanda tikisi, kad šis metodas gali padėti pagerinti retų ligų diagnozę ir gydymą ateityje.
Šiuo metu retų ligų diagnostiniai testai daugiausia skirti nustatyti pavienius genetinius pokyčius – pakitimus, turinčius įtakos tik vienam iš DNR statybinių blokų konkrečioje vietoje.
Struktūriniai variantai yra genominiai pokyčiai, atsirandantys, kai pertvarkomas arba pašalinamas tam tikras geno kiekis, daugiau nei 50 statybinių blokų. Kai jie atsiranda kiaušialąstėse arba spermatozoidų ląstelėse, jie gali sukelti sveikatos sutrikimų, jei jie atsiranda genuose, kurie yra susiję su vystymusi.
Šie variantai atsiranda spontaniškai, o kai šis pertvarkymas vyksta keliose genomo vietose, tai žinoma kaip sudėtingas struktūrinis variantas. Visus struktūrinius variantus sunku ir sudėtinga analizuoti, nes dabartiniai genomo tyrimo metodai vienu metu žiūri į trumpas DNR dalis, o norint pamatyti struktūrinius pokyčius, reikia išbandyti didesnę genomo dalį.
Šių trumpų dalių sujungimas gali būti sudėtingas ir reikalauja daug techninių žinių, nes ne visada aišku, kur jie nukeliauja, o dėl klaidų gali būti gauta klaidinga informacija apie paveiktus genus.
Šiame naujame tyrime Sanger instituto komanda ir jų bendradarbiai sukūrė tvirtą vamzdyną, kad įveiktų šiuos sunkumus, ir nustatė 1870 struktūrinių variantų 13 700 šeimų genomų. Jie nustatė, kad struktūriniai pertvarkymai vaidina pagrindinį vaidmenį vystant įvairias sveikatos sąlygas, įskaitant neurologines, skeleto, odos ir neurologinio vystymosi sąlygas, taip pat tas, kurios turi įtakos inkstų veiklai.
Komanda sugebėjo pateikti atnaujintą diagnozę 145 retomis ligomis sergantiems vaikams, nustatydama struktūrinius variantus ir pateikdama atsakymus jų šeimoms. Maždaug 60 iš šių pacientų turi variantų, kuriuos sunku nustatyti atliekant kitų tipų genetinius tyrimus.
Tyrėjai taip pat pastebėjo, kad struktūrinių pertvarkymų tipas turėjo įtakos sveikatos būklės vystymuisi. Atlikdami analizę, jie sugebėjo suskirstyti į devynis skirtingus struktūrinių variantų tipus ir parodyti jų funkcinį poveikį pacientams.
Tolesnis šių kategorijų tyrimas galėtų padėti ekspertams geriau suprasti įvairių sąlygų raidą. Ateityje šios žinios gali padėti valdyti sveikatos būklę. Pavyzdžiui, supratus, kaip dėl varianto būklė progresuoja, būtų galima atidžiau stebėti pacientus, kad jie būtų įsikišę ankstyvoje stadijoje, arba sukurti naujus būdus simptomams spręsti arba užkirsti jiems kelią.
„Šis naujas metodas, leidžiantis nustatyti ir analizuoti sudėtingus struktūrinius variantus, atveria naujas galimybes suprasti ir galbūt valdyti sveikatos būklę. Mes parodėme, kad tai ne tik genomo ištrynimo ar dubliavimo radimas, bet ir tai, kaip tokie pokyčiai vyksta kartu – tai, ko anksčiau nebuvo įmanoma pamatyti.
„Mūsų tvirtas vamzdynas leidžia pakankamai arti pažvelgti į genomą, kad pradėtume kurti aiškesnį vaizdą tyrėjams, gydytojams ir pacientams“, – sakė daktaras Hyunchul Jung iš Wellcome Sanger instituto ir pirmasis tyrimo autorius.