Νεότερα δεδομένα στις γενετικές αναλύσεις

Τα τελευταία 3-4 χρόνια έχει συντελεσθεί τεράστια πρόοδος στις γενετικές αναλύσεις με παράλληλη σημαντική μείωση στο κόστος τους. Για παράδειγμα, πριν 15 χρόνια η ανάλυση του πλήρους ανθρώπινου γονιδιώματος (Whole Genome Sequencing) στοίχιζε 200 εκατομμύρια δολάρια, ενώ σήμερα μόλις 1.000 δολάρια. 

Η ορθή επιλογή του κατάλληλου τεστ

Δύο σημαντικά γενετικά τεστ, αναφέρει ο κ. Ιωάννης Λ. Λουκάς, Αναπλ. Καθηγητής στο ΕΚΠΑ και επιστημονικός συνεργάτης της Neoscreen, είναι αυτά που αφορούν α) στον προγεννητικό έλεγχο και β) στο μεταγεννητικό έλεγχο όσον αφορά τη διάγνωση σπάνιων παιδιατρικών νοσημάτων, των οποίων η αθροιστική συχνότητα εκτιμάται στο 2-3% σύμφωνα με στοιχεία του CDC (Center for Disease Control & prevention) Αμερικής. Για τη διεξαγωγή αυτών των δύο πολύ σημαντικών γενετικών εξετάσεων διατίθενται σήμερα στην αγορά αρκετά «τεστ», για τα οποία δεν υπάρχει πάντα επαρκής ενημέρωση. Ωστόσο, αν δεν επιλεγεί το κατάλληλο τεστ δεν θα επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή κάλυψη και το αποτέλεσμα ενδέχεται να έχει μικρότερη διαγνωστική ικανότητα από την επιθυμητή.

Α) Προγεννητικός έλεγχος 

Α1) Μοριακός Καρυότυπος (επεμβατικός έλεγχος) και 

Α2) Μη Επεμβατικός Προγεννητικός Έλεγχος 

1) Ο Μοριακός Καρυότυπος

Ο Μοριακός Καρυότυπος χαρακτηρίζεται ως επεμβατικός έλεγχος διότι προϋποθέτει τη διαδικασία της αμνιοπαρακέντησης. Υπάρχουν δύο είδη μοριακού καρυότυπου: Τα SNP-Arrays (π.χ Cytoscan HD) και τα array-CGH. Τα SNP-Arrays επιτρέπουν εκτός από την ανίχνευση των CNVs (Copy Number Variations), την ανίχνευση των παρακάτω φαινομένων: μονογονεϊκή δισωμία (UPD, Uniparental Disomy), απώλεια ετεροζυγωτίας (LOH, Loss of Heterozygosity), τριπλοειδίες και μικρά ποσοστά μωσαϊκισμού, τα οποία έχουν εξαιρετική κλινική σημασία. Τα array-CGH επιτρέπουν την ανίχνευση μόνο των CNVs και μωσαϊκισμού μεγαλύτερου ποσοστού συγκριτικά με τα SNP-arrays. Τα SNP-arrays αποτελούν το επόμενο βήμα στην τεχνολογία των arrays και εξασφαλίζουν αυξημένη διαγνωστική ικανότητα σε σύγκριση με την παλαιότερη τεχνολογία των array-CGH.

Ο Μοριακός Καρυότυπος που βασίζεται σε SNP-Arrays, όπως το CytoScan HD της Affymetrix, καλύπτει 1.421 σύνδρομα και αποτελεί τα διαγνωστικό εργαλείο πρώτης επιλογής από τα μεγαλύτερα εργαστήρια διεθνώς, όπως Mayo Clinic και Lab Corp. Το CytoScan HD καλύπτει όλα τα παθολογικά σύνδρομα (1421) που περιγράφονται στη διεθνή βάση δεδομένων Decipher (https://decipher.sanger.ac.uk/index). Σε πρόσφατη ομιλία στο ACMG 2016 (American College of Medical Genetics) του LabCorp, του μεγαλύτερου διαγνωστικού εργαστηρίου στην Αμερική, παρουσιάστηκαν σημαντικής διαγνωστικής αξίας αποτελέσματα από 30.000 περιπτώσεις προγεννητικού ελέγχου με τη χρήση του CytoScan HD. Αντίθετα τα array-CGH έχουν σημαντικά μικρότερη διαγνωστική αξία, όπως φαίνεται και στον παρακάτω συγκριτικό πίνακα.

2) Μη Επεμβατικός Προγεννητικός Έλεγχος (NIPT) 

Ο μη επεμβατικός έλεγχος απαιτεί μόνο μία απλή αιμοληψία από τη μητέρα μετά τη 10η εβδομάδα κύησης σε αντίθεση με το μοριακό καρυότυπο. Σχεδόν κάθε 6 μήνες κυκλοφορεί και από ένα νέο τεστ για τη διεξαγωγή του συγκεκριμένου ελέγχου. Παρακάτω παρουσιάζεται συγκριτικός Πίνακας των πιο γνωστών εμπορικά διαθέσιμων τεστ:

Από τον παραπάνω πίνακα απουσιάζει το πρόσφατο τεστ Materniti Genome, το οποίο καλύπτει επιπλέον, σε σχέση με το Materniti 21, τρισωμίες όλων των χρωμοσωμάτων. Από τα διαθέσιμα τεστ «Μη επεμβατικού προγεννητικού ελέγχου» (NIPT) προτείνονται το NIFTY ως “cost effective”, δηλαδή σημαντικός βαθμός κάλυψης σε συνδυασμό με εξορθολογισμένο κόστος, και το Materniti Genome καθώς παρέχει το μεγαλύτερο δυνατό βαθμό κάλυψης σύμφωνα με τα μέχρι στιγμής δεδομένα για το NIPT αλλά με πολύ υψηλό κόστος, 3 φορές μεγαλύτερο από το κόστος του NIFTY. Αξίζει να σημειωθεί σε αυτό το σημείο ότι πολλές φορές κυκλοφορούν στο διαδίκτυο παραπλανητικά στοιχεία χωρίς επιστημονική βάση, όπως για παράδειγμα ότι η αποστολή δείγματος σε εργαστήρια στο εξωτερικό μπορεί να αλλοιώσει το τελικό αποτέλεσμα, συνεπώς καλό είναι να ζητείται περαιτέρω ενημέρωση από εξειδικευμένο επιστημονικό δυναμικό.   

Β) Γενετική διάγνωση σπάνιων παιδιατρικών νοσημάτων

Στις συγκεκριμένες περιπτώσεις η αξία του εντοπισμού της γενετικής προέλευσης της νόσου είναι εξαιρετικά σημαντική για δύο κυρίως λόγους: α) σε μία μελλοντική εγκυμοσύνη μπορεί να εκτιμηθεί κίνδυνος γέννησης παιδιού με το ίδιο νόσημα και να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα προς αποφυγή αυτού του κινδύνου, και β) ο εντοπισμός της γενετικής αιτίας ανοίγει το δρόμο για την εφαρμογή νεότερης θεραπευτικής προσέγγισης, της γονιδιακής θεραπείας. Ο πληρέστερος έλεγχος γι’ αυτές τις περιπτώσεις, σύμφωνα πάντα με έγκριτες επιστημονικές αναφορές, είναι η ανάλυση του ανθρώπινου γονιδιώματος (Whole Exome Sequencing, WES) με κάλυψη τουλάχιστον 100Χ, καθώς και μοριακός καρυότυπος υψηλής ανάλυσης Cytoscan HD (FDA approved) (Εικόνα 1). Ο συνδυασμός και των δύο παραπάνω τεχνολογιών μπορεί να δώσει διάγνωση μέχρι και στο 70% των κλινικών περιπτώσεων (1) που αφορούν κατά κύριο λόγο νευροσκελετικά νοσήματα, ενώ ο μέσος όρος διάγνωσης όσον αφορά εν γένει σπάνια παιδιατρικά νοσήματα ανέρχεται στο 50%. Το WES ελέγχει ταυτόχρονα τα 22.000 γονίδια του ανθρώπου για μικρές αλλαγές στο DNA (SNPs και InDels) ενώ ο μοριακός καρυότυπος ελέγχει επίσης ολόκληρο το ανθρώπινο γονιδίωμα (DNA) αλλά για παθογόνες αλλαγές μεγαλύτερου μεγέθους, τις οποίες δεν δύναται να διαγνώσει το WES. Ως εκ τούτου, οι δύο αυτές τεχνικές δρουν συμπληρωματικά η μία της άλλης. Το συνολικό κόστος των δύο αυτών τεχνικών ανέρχεται περίπου στα 1.300 ευρώ, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης των δεδομένων. Μπορεί το κόστος να φαίνεται υψηλό, όμως αποτελεί τον πληρέστερο έλεγχο ο οποίος στο 50-70% των περιπτώσεων μπορεί να δώσει απάντηση σε 2-3 μήνες. Σύμφωνα με στοιχεία του NIH (εθνικό σύστημα υγείας Αμερικής) τα παιδιά αυτά και οι οικογένειές τους παιρνούν μία «οδύσσεια» για 10-12 χρόνια ξοδεύοντας περίπου 18.000 δολλάρια κατά μέσο όρο για τη διεξαγωγή μιας σειράς διαγνωστικών εξετάσεων. Όλα αυτά πριν την εφαρμογή των παραπάνω τεχνικών στην κλινική πράξη.

(1) GeneDX: Assessing copy number from exome sequencing and exome array CGH based on CNV spectrum in a large clinical cohort, Genetics in Medicine, November 2014

EIKONA 1.  Whole Exome Sequencing (WES) και μοριακός καρυότυπος. Η κάλυψη 100x είναι η ενδεδειγμένη, όπως φαίνεται και από το σχήμα, καθώς δίνει πιο αξιόπιστα αποτελέσματα. O συνδυασμός του WES με τη μεθοδολογία Cytoscan HD για τον έλεγχο CNVs αποτελεί το «gold standard» στη διάγνωση σπάνιων παιδιατρικών νοσημάτων.

Για οποιαδήποτε πληροφορία Neoscreen (www.neoscreen.gr)