Какие методы диагностики наследственных заболеваний существуют?

Экспертная колонка БФ «Благодействие»

Какие методы диагностики наследственных заболеваний существуют?

Генетические исследования различаются по своим возможностям: одни помогают изучить конкретный ген, другие — сразу множество генов или всю ДНК человека, а третьи позволяют обнаружить изменения в количестве и структуре хромосом.

Как проводится генетическое тестирование, какие виды исследований существуют и почему одного универсального метода диагностики нет — рассказываем в новой экспертной колонке.

Методы диагностики наследственных заболеваний

Что такое генетическое тестирование?

Генетическое тестирование — это метод исследования ДНК человека, который может предоставить важную информацию о здоровье, рисках развития определенных заболеваний и возможностях передачи генетических состояний потомкам.

Существует множество видов генетических тестов, каждый из которых предназначен для определенных целей.

Как проводится генетический тест?

Для генетического теста требуется небольшое количество крови человека или другой образец, например, мазок из щеки или слюна, для выделения ДНК. ДНК анализируется с использованием различных методов для выявления варианта в генах или хромосомах, ответственных за возникновение заболевания.

Виды генетических тестов

Генетические тесты могут быть диагностическими и выявлять генетические изменения, специфичные для определенного заболевания, или прогностическими и идентифицировать генетические варианты, связанные с состояниями, которые еще не проявились, но могут развиться позже в течение жизни.

Методы исследований

Для диагностики генетических заболеваний могут использоваться различные подходы и методы, и их выбор зависит от различных факторов, включающих:

• наличие подозрения на определенный клинический диагноз;

• представление о возможности генетической причины заболевания;

• присутствие четкой и характерной закономерности симптомов;

• наличие заболевания (схожих симптомов) у членов одной семьи.

Генетические тесты могут выявить:

• точечные варианты;

• вариант в одном гене;

• варианты в нескольких генах;

• генетические изменения во всей ДНК человека;

• изменения в числе или структуре хромосом.

Методы молекулярного анализа позволяют выявить изменения в ДНК генов

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — это метод молекулярной биологии, позволяющий многократно увеличить (амплифицировать) малые концентрации определенных фрагментов ДНК или РНК в исследуемом образце. Это «молекулярный ксерокс», способный создать миллионы копий гена для последующего детального изучения.

Секвенирование следующего поколения (NGS) — это метод секвенирования ДНК, позволяющий анализировать множество коротких последовательностей ДНК параллельно. NGS используется для анализа вариантов в нескольких генах одновременно.

MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification / Мультиплексная амплификация лигированных зондов) — это высокоэффективный метод молекулярно-генетической диагностики, который используется для обнаружения изменений количества копий ДНК (делеций и дупликаций) в геноме человека. Метод позволяет одновременно анализировать до 50 различных участков ДНК в рамках одной реакционной пробирки.

Полноэкзомное секвенирование (WES — Whole Exome Sequencing) — это метод генетического анализа (NGS), считывающий все белок-кодирующие участки ДНК (экзом), составляющие ~1–2% генома, но содержащие ~85% известных патогенных вариантов.

Секвенирование ДНК определяет конкретную последовательность оснований в участках ДНК и может использоваться для определения наличия изменений или вариаций в этом участке по сравнению с эталонной последовательностью. Секвенирование по Сэнгеру может использоваться для анализа вариантов в отдельных генах.

Полногеномное секвенирование (WGS — Whole Genome Sequencing) — это высокотехнологичный метод лабораторного анализа, позволяющий прочитать (определить последовательность нуклеотидов) всю ДНК человека за один раз.

В отличие от секвенирования экзома, этот метод охватывает как кодирующие, так и некодирующие участки ДНК, митохондриальную ДНК, обеспечивая полную генетическую картину.

Цитогенетическое тестирование анализирует изменения в структуре хромосомы

Кариотипирование — это цитогенетическое исследование, позволяющее под микроскопом проанализировать полный набор хромосом человека (количество и структуру) для выявления генетических аномалий.

FISH-исследование (флуоресцентная гибридизация in situ) — это высокоточный молекулярно-генетический метод анализа ДНК, позволяющий обнаружить хромосомные нарушения (делеции, дупликации, транслокации), которые невозможно увидеть при обычном микроскопическом исследовании. Метод использует светящиеся (флуоресцентные) метки для обнаружения конкретных генов или участков хромосом.

Различные генетические методы подходят для разных задач, потому что они различаются по скорости, стоимости, разрешающей способности (способности находить мелкие мутации), типу анализируемого материала (ДНК, РНК, хромосомы) и пропускной способности.

Миф. Только полногеномное секвенирование является эффективным методом поиска вариантов.

Факт. При проведении полногеномного секвенирования (WGS) количество генетических находок увеличивается за счет детекции делеций и дупликаций, а также вариантов в интронных последовательностях. Однако исследования после 2018 года не показывают значимой статистической разницы между полногеномным и полноэкзомным (WES) секвенированиями, хотя WGS дает несколько больше находок.

Подробнее об исследовании: onlinelibrary.wiley.com/doi/10.100…

Во многих случаях целесообразно комбинировать методы. Решение о том, какой метод или методы использовать всегда является индивидуальным выбором специалиста лаборатории. Универсального или идеального метода не существует, но большинство из них могут быть использованы вместе.

В рамках проекта «Право на диагноз» БФ «Благодействие» помогает детям пройти необходимые генетические исследования и получить консультации врачей-генетиков.

В рубрике #ЭкспертнаяКолонка мы продолжаем рассказывать о возможностях современной медицинской генетики простым и понятным языком.

#БФБлагодействие #Благодействие #ПравоНаДиагноз #ГенетическаяДиагностика #НаследственныеЗаболевания #МедицинскаяГенетика