Экспресс-диагностика наследственных болезней у новорожденных
До трети новорожденных, сразу после появления на свет попадающих в реанимационное отделение, имеют наследственные заболевания. В некоторых случаях, несмотря на тяжесть симптомов, генетическую причину проблемы очень трудно выявить. На сегодняшний день описаны тысячи наследственных болезней, однако специалисты располагают очень ограниченным набором тестов, позволяющих выявлять только наиболее распространенные мутации.
Полногеномное секвенирование позволяет проводить поиск множества заболеваний одновременно, однако высокая стоимость, сложность интерпретации результатов и временные затраты в большинстве случаев делают его неприемлемым.
Исследователи Детской клиники милосердия (Children’s Mercy Hospital) в Канзас-Сити, штат Миссури, работающие под руководством Стивена Кингсмора (Stephen Kingsmore), предложили более быструю и простую систему поиска мутаций, соответствующих определенным симптомам, предназначенную для врачей, не имеющих специального генетического образования.
Раньше полногеномное секвенирование выручало специалистов, теряющихся в догадках по поводу причин непонятных болезней. Так, в 2011 году результаты, полученные в результате секвенирования генома, помогли подобрать метод лечения для 14-летних близнецов, страдающим неврологическим нарушением двигательной функции. В другом случае полногеномное секвенирование помогло определить, что тяжелое воспалительное заболевание кишечника имеет генетическую причину и его симптомы можно облегчить с помощью трансплантации костного мозга. Однако в обоих случаях для решения проблемы потребовалось несколько недель и группа экспертов.
Для того, чтобы заказать новый тест, педиатр должен будет описать симптомы новорожденного путем выбора нужных пунктов выпадающего меню. После этого программное обеспечение определит гены, предположительно вовлеченные в формирование этих симптомов. По завершении секвенирования генома программа будет искать и анализировать мутации только в предполагаемых генах-мишенях, что значительно сократит продолжительность анализа. Разработчики имеют доступ к новому оборудованию для секвенирования ДНК, разработанному компанией Illumina (Сан-Диего, Калифорния). Это экспериментальное оборудование позволяет секвенировать геном в течение всего 25 часов.
Исследователи использовали новую систему для анализа геномов пятерых детей, в том числе двух братьев с неизвестным заболеванием. В 4 из 5 случаев им удалось установить точные или вероятные генетические причины болезней. Они также секвенировали фрагменты геномов родителей. Полученные результаты показали, что одни мутации впервые появились в геноме детей, а другие присутствовали в рецессивной форме в геномах обоих родителей. Весь цикл анализа, начиная от получения информированного согласия до предварительного диагноза, занимал примерно 50 часов, не считая времени, потраченного на пересылку образцов ДНК и переписку между лабораторией Illumina и клиникой. Согласно подсчетам Кингсмора, затраты на секвенирование и анализ одного генома, включая верификацию вариантов в лаборатории, сертифицированной для проведения клинических анализов, составляют 13 500 долларов США.
Несмотря на то, что ни один из поставленных в рамках исследования диагнозов не повлиял на терапию, по словам Кингсмора, сама по себе информация о диагнозе очень полезна. Врачи могут прекратить проведение дорогостоящих инвазивных обследований, а семьи могут получить квалифицированные консультации по планированию будущих беременностей. Более того, выявление новых генов, мутации в которых вызывают различные заболевания, позволяют формулировать новые гипотезы для фундаментальных исследований.
Статья Saunders C. J. et al. Rapid Whole-Genome Sequencing for Genetic Disease Diagnosis in Neonatal Intensive Care Units опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Nature News:
Rapid test pinpoints newborns' genetic diseases in days.
12.10.2012