Γενετική διάγνωση για σπάνια νοσήματα

Στο εργαστήριο της Neoscreen πραγματοποιείται γενετική διάγνωση με το WGS, σε συνεργασία με τον θεράποντα ιατρό, για μια ευρεία γκάμα σπάνιων νοσημάτων, όπως νευροαναπτυξιακές διαταραχές και παιδιατρικοί καρκίνοι, εξηγεί ο Ιωάννης Λ. Λουκάς, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΚΠΑ, Επιστημονικός Υπεύθυνος neoscreen.

«Το 6% του πληθυσμού παγκοσμίως πάσχει από μια σπάνια ασθένεια (RareDisease, RD). Σχεδόν το 80% του συνόλου των RD έχει γενετική αιτία. Έχουν εντοπιστεί σήμερα περίπου 7.000 γενετικά νοσήματα. Μισές από τις περιπτώσεις RD επηρεάζουν τα παιδιά και το 30% αυτών των παιδιών δεν επιβιώνουν πέρα από την ηλικία των 5 ετών. Η μέση διαγνωστική οδύσσεια των οικογενειών που έχουν μέλος με σπάνιο νόσημα διαρκεί περίπου 7 χρόνια». (Illumina Inc. 2019)

RARE-ID: Αποτελεί ένα πρόγραμμα επιδοτούμενο από το ΕΣΠΑ το οποίο θα προσφέρει δωρεάν την εφαρμογή της ανάλυσης ολόκληρου του ανθρώπινου γονιδιώματος (Whole Genome Sequencing, WGS) στη διάγνωση κλινικών περιστατικών που αφορούν στο ευρύ φάσμα των νευροαναπτυξιακών διαταραχών (νοητική υστέρηση, αναπτυξιακή καθυστέρηση, αυτισμός και επιληψία). Στο πρόγραμμα συμμετέχουν η Neoscreen, το Πανεπιστήμιο Αθηνών και συγκεκριμένα η  Παιδονευρολογική κλινική του Καθηγητή κ. Ντινόπουλου, η Φαρμακευτική Σχολή, η εταιρεία λογοθεραπείας Habilis και η εταιρεία συμβούλων QIX.

Η διαρκής ανάπτυξη των τεχνολογικών εργαλείων και η πρόοδος της βιοπληροφορικής ανάλυσης στο χώρο της μοριακής βιολογίας, σε συνδυασμό με την ταχύτατη μείωση του κόστους, καθιστούν πλέον εφικτή τη χρήση του WGS ως διαγνωστικού εργαλείου πρώτης γραμμής (επιλογής) στην καθημερινή κλινική πράξη.

Τι προσφέρει το WGS;

1) Την ανίχνευση των αλλαγών (μεταλλάξεις) σε ολόκληρη την αλληλουχία του DNA (γενετικό υλικό), δηλαδή τόσο σε περιοχές που επιτρέπουν την έκφραση πρωτεϊνών που διαμεσολαβούν στη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού σε όλα τα επίπεδα, όσο και σε περιοχές που ενδέχεται να ρυθμίζουν την έκφραση αυτών των πρωτεϊνών.

2) Την ανίχνευση όλων των διαφορετικών τύπων των παραπάνω αλλαγών του DNA (μεταλλάξεις). Οι αλλαγές του DNA μπορεί να αφορούν στην:
▶ αλλαγή ενός μεμονωμένου «γράμματος» (νουκλεοτίδιο) (νουκλεοτιδική υποκατάσταση)
▶ απαλοιφή ή ένθεση μερικών νουκλεοτιδίων (smallindels)
▶ απαλοιφή ή ένθεση μεγάλων τμημάτων του DNA (CNVs) 
▶ δομικές αλλαγές (SVs).

Το κόστος πλέον του γενετικού τεστ WGS κυμαίνεται κάτω των 1.000$ παγκοσμίως, το οποίο φαίνεται να είναι αποδοτικό σε σχέση με τα οφέλη που προσφέρει.
Συγκριτικά με τα εμπορικά ευρέως διαθέσιμα γενετικά τεστ που βασίζονται είτε στηντεχνολογία NGS, της μαζικής παράλληλης αλληλούχισης πολλών γονιδίων που έχουν συσχετιστεί με μια κλινική ενότητα, π.χ. επιληπτικές διαταραχές, καρδιολογικά νοσήματα (targeted NG Spanels), είτε στην τεχνολογία WES (Whole Exome Sequencing), το WGS υπερτερεί σαφώς, σύμφωνα με τις πιο πρόσφατες επιστημονικές δημοσιεύσεις ως προς τη διαγνωστική ικανότητα.

H επιστημονική κοινότητα υποστηρίζει την εφαρμογή του WGS, καθώς όλο και περισσότερα στοιχεία (πρόσφατες δημοσιεύσεις σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά: PMID:30732576, 33298451, 32941983, 33921338), αναδεικνύουν την υπεροχή του έναντι του WES ως προς τη διάγνωση σπάνιων νοσημάτων με πολύπλοκη κλινική εικόνα.

▶ H διαγνωστική ικανότητα του WGS είναι διπλάσια του WES (WGS 55-70% έναντι WES 24-33%). To WES μπορεί να χάσει μέχρι και το 3% των παθογόνων μεταλλάξεων που θα ανιχνεύσει το WGS.

▶ Η πρόσβαση στην πληροφορία της πλήρους «εικόνας» δεν πάει χαμένη. Τα ευρήματα που προκύπτουν και αρχικά μπορεί να μην είναι δυνατό να αξιολογηθούν επαρκώς και να δώσουν γενετική διάγνωση, μπορούν να αξιολογηθούν εκ νέου (reanalysis) μετά από κάποιο χρονικό διάστημα (μέσος όρος 12 μηνών), με χρήση νέων επιστημονικών δεδομένων που προκύπτουν καθημερινά, καθιστώντας  εφικτή την τελική διάγνωση. 
Πρόσφατες δημοσιεύσεις καταδεικνύουν αύξηση της διαγνωστικής επιτυχίας μέσω της ροής εργασιών της εκ νέου ανάλυσης (reanalysis pipeline), ακόμη και 3 φορές μεγαλύτερη συγκριτικά με την εφαρμογή των άλλων γενετικών τεστ στην καθημερινή κλινική πράξη (PMID: 32821428, 29453418).

▶ Οι ανανεωμένες οδηγίες που δημοσιεύονται υποστηρίζεται ότι μπορούν να μειώσουν σημαντικά την επιβάρυνση των κλινικών εργαστηρίων, λόγω της ανάλυσης του μεγάλου όγκου δεδομένων που προκύπτουν από το WGS, καθιστώντας ασφαλή και αποτελεσματική, δηλαδή ωφέλιμη στον ασθενή, στην οικογένειά του και στους θεράποντες ιατρούς, την εφαρμογή του γενετικού τεστ του WGS (PMID: 33110627).  
 
Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω, το εργαστήριο Neoscreen παρέχει ως υπηρεσία γενετικής διάγνωσης το WGS με κόστος €800 και χρόνο απάντησης ~45 ημέρες, σε συνεργασία με τον θεράποντα ιατρό για μια ευρεία γκάμα σπάνιων νοσημάτων, όπως νευροαναπτυξιακές διαταραχές και παιδιατρικούς καρκίνους. Η συγκεκριμένη υπηρεσία περιλαμβάνει γενετική συμβουλευτική και τη δυνατότητα εκ νέου ανάλυσης δωρεάν ανά τακτά χρονικά διαστήματα (reanalysis) των WGS δεδομένων στα περιστατικά που δεν επιτυγχάνεται εξαρχής σαφής γενετική διάγνωση. Ο δε εξεταζόμενος και ο θεράπων ιατρός του μπορούν να έχουν πρόσβαση στα γενετικά δεδομένα που έχουν προκύψει από το WGS ανά πάσα στιγμή.