Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Sekwencjonowanie całego genomu. Nowa możliwość w diagnostyce preimplantacyjnej
Sekwencjonowanie całego genomu. Nowa możliwość w diagnostyce preimplantacyjnej
Od 1978 roku, kiedy na świat przyszło pierwsze dziecko poczęte pozaustrojowo, technologia IVF (ang. in vitro fertilisation) dała życie ponad 5 milionom kolejnych dzieci. Rzeczą oczywistą jest, że każdy rodzic pragnie, aby jego pociecha była zdrowa, dlatego w wielu określonych przypadkach diagnostyka preimplantacyjna jest istotnym etapem procedury in vitro. Naukowcy z Complete Genomics Inc. przyczynili się do udoskonalenia dotychczas stosowanych metod.

Diagnostyka preimplantacyjna (PGD, ang. pre-implantation genetic diagnosis) obejmuje szereg technik umożliwiających genetyczną identyfikację wadliwych zarodków powstałych w wyniku zapłodnienia in vitro. Analiza embrionów odbywa się przed ich wprowadzeniem do macicy kobiety i pozwala na uniknięcie w przyszłości poronienia, uszkodzeń poporodowych (zarówno fizycznych, jak i umysłowych) lub usunięcia ciąży po pozytywnej diagnozie prenatalnej.

Obecnie w diagnostyce wykorzystuje się tzw. sekwencjonowanie następnej generacji (NGS, ang. next generation sequencing) obejmujące określone części wszystkich 24 ludzkich chromosomów. Jest to metoda bezpośrednia i znacznie dokładniejsza od starszych metod - mikromacierzy lub FISH, w których markerem zmian są określone znaczniki lub światło.

Technika NGS może być stosowana w kierunku wykrycia zaburzeń chromosomalnych, chorób jednogenowych i translokacji. Poszukuje się jednak sposobów na analizę jeszcze większej części materiału genetycznego w sposób znacznie precyzyjniejszy niż dotychczas. Naukowcy z Complete Genomics Inc. w Kaliforni zaproponowali nową metodę pozwalającą na zbadanie ponad 95% całego genomu ludzkiego.

Wyniki badań zostały zaprezentowane ostatnio w  czasopiśmie „Genome Research” w pracy zatytułowanej „Detection and phasing of single base de novo mutations in biopsies from human in vitro fertilized embryos by advanced whole-genome sequencing”.

– Ponieważ każdy człowiek jest nosicielem średnio mniej niż 100 mutacji powstałych de novo, umiejętność wykrycia oraz określenia pochodzenia tych zmian, które przyczyniają się do rozwoju wielu chorób, wymagają niskiego poziomu błędu –­ mówią współautorzy badań dr Brock Peters i dr Radoje Drmanac z Complete Genomics Inc. ­ Obecność spontanicznych mutacji w materiale genetycznym związana jest z istnieniem wielu zaburzeń wrodzonych, np. autyzmu czy epilepsji.

W stosowanych dotychczas procedurach PGD z embrionu będącego w fazie blastocysty pobiera się 5-10 komórek. Przed przystąpieniem do  sekwencjonowania, DNA tych komórek poddawane jest amplifikacji (powieleniu). Ze względu na brak 100-procentowej wierności procesu replikacji materiału genetycznego, w powielonym DNA powstają tysiące błędów, które po sekwencjonowaniu dają fałszywie pozytywne rezultaty i określane są jako spontaniczne mutacje, które nie są dziedziczone od rodziców.

W 2012 roku dr Peters i jego współpracownicy opracowali metodę masowego równoległego sekwencjonowania w oparciu o technologię LFR - ang. long fragment read. W ich najnowszych badaniach metoda ta została wykorzystana w kontekście analizy ludzkich embrionów IVF.

LRF pozwala na wygenerowanie wysokiej jakości powielonego genomu już z 10 komórek ludzkich (z około 66 pg DNA). Stwierdzono, że zastosowana technologia umożliwia zarówno dokładniejsze wykrycie mutacji de novo pojedynczego nukleotydu (tzw. SNV, ang. single nucleotide variant), jak i na znaczne zmniejszenie liczby mutacji, które dają fałszywie pozytywne wyniki. W badaniach uzyskano około 100-krotnie niższy poziom błędu niż w przypadku dotychczas stosowanych procedur.

Nie ulega wątpliwości, że technika in vitro jest tematem niezwykle kontrowersyjnym w kontekście etycznym. Należy jednak  przyznać, że wyniki ostatnich badań stanowią ważny krok w aspekcie badań nad tą procedurą.

KOMENTARZE
Newsletter