STUDIU. Bolile genetice, diagnosticate în doar câteva ore printr-o nouă metodă de secvențiere, NanoRanger
În ciuda progreselor în testarea genetică din ultimele decenii, mai mult de jumătate dintre persoanele suspectate de tulburări genetice nu primesc un diagnostic molecular precis în timp util. Mulți pacienți trec printr-un parcurs îndelungat, adesea durând peste șase ani, înainte de a obține un diagnostic definitiv. Totuși, acest peisaj este pe cale să se schimbe odată cu dezvoltarea NanoRanger, de către cercetătorii de la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), din Arabie Saudită. NanoRanger permite diagnosticarea genetică rapidă, precisă și la costuri reduse a bolilor monogenice (mendeliene).
Tulburările mendeliene sunt afecțiuni genetice cauzate de modificări într-o singură genă sau anomalii într-un segment specific din genom, urmând tipare de transmitere predictibile, descrise de Gregor Mendel, „părintele” geneticii.
Tehnicile tradiționale de screening genetic adesea nu reușesc să detecteze rearanjamentele complexe asociate cu tulburările mendeliene. Fiecare tulburare are un „punct de rupere” specific, care este o locație genomică din care ADN-ul poate fi șters, rearanjat sau inversat. Identificarea acestor puncte de rupere este importantă pentru un diagnostic precis. Aceste anomalii genetice apar mai ales în regiunile cu rate ridicate de consangvinitate (căsătorii între persoane înrudite), unde astfel de tulburări sunt mai prevalente datorită segmentelor genetice defecte comune între rude.
NanoRanger identifică rapid regiunile genomice susceptibile la mutații complexe, deleții sau rearanjamente. Această tehnică inovatoare are avantajul că necesită doar o cantitate mică de ADN de la pacient și implică costuri reduse.
Procesul începe cu izolarea ADN-ului genomic, care este apoi fragmentat în bucăți folosind enzime de restricție (care funcționează ca o „foarfecă” moleculară). Aceste fragmente sunt apoi unite în cerc și amplificate. Acest proces de amplificare face mai ușor să se țintească și să se secvențieze regiunile de interes folosind tehnologia de secvențiere a Oxford Nanopore. NanoRanger „citește” ADN-ul trecându-l prin pori mici și măsurând schimbările unor curenți electrici pentru a identifica fiecare componentă a ADN-ului. Această metodă este rapidă, durând doar câteva ore, și precisă, identificând modificările până la nivelul unei singure perechi de baze (unitățile ADN-ului). De asemenea, este rentabilă și ușor de utilizat, ceea ce o face ideală pentru diagnosticarea tulburărilor genetice și verificarea dacă membrii familiei poartă mutații genetice care ar putea fi transmise copiilor.
Remarcabil, diagnosticul a putut fi realizat în anumite cazuri în doar 12 minute după secvențierea inițială, marcând un avans semnificativ în domeniu.
NanoRanger a identificat cu succes modificările genomice în 13 cazuri familiale de tulburări genomice care fuseseră ratate de testele convenționale. S-a realizat și screening-ul în familiile persoanelor afectate pentru identificarea purtătorilor și s-au testat și 1.000 de indivizi sănătoși, demonstrând eficacitatea metodei.
Impactul în lumea reală al NanoRanger este semnificativ. Într-unul din cazuri, după ce un cuplu a aflat că ambii poartă deleția genomică pentru o boală mendeliană moștenită, au optat pentru fertilizarea in vitro pentru a preveni transmiterea tulburării la descendenți. Această decizie subliniază implicațiile profunde ale diagnosticării genetice rapide și precise pentru planificarea familială și prevenirea bolilor.
Citește și
- Etapa genomului uman de 100$ este deja o realitate. Care sunt noile tehnologii de secvențiere ce ar putea revoluționa medicina?
- Genome-to-treatment: Diagnosticarea bolilor genetice este posibilă în doar 13 ore cu ajutorul unui nou sistem de secvențiere și interpretare rapidă a datelor pe baza AI