Neue Technik erhöht die Sensitivität genetischer Tests erheblich

Neue Technik erhöht die Sensitivität genetischer Tests erheblich
Neue Technik erhöht die Sensitivität genetischer Tests erheblich
Anonim

17. Februar 2000 - Eine neue Labormethode verbessert die Genauigkeit gegenwärtiger genetischer Diagnosetests für Dickdarmkrebs, indem defekte Gene nachgewiesen werden, die ansonsten "maskiert" werden, wenn eine Kopie des fraglichen Gens normal ist. Die Technik kann auch verwendet werden, um die Genauigkeit diagnostischer Tests für ein breites Spektrum von Erbkrankheiten zu verbessern, einschließlich anderer Formen von Krebs und neurologischen Störungen.

Menschen tragen zwei Kopien jedes Gens, von denen eine von der Mutter und eine vom Vater geerbt wird. Eine der Schwächen von Gentests besteht darin, dass ein normales Gen das Vorhandensein des defekten oder fehlenden Gens maskieren kann.In Fällen, in denen eine Maskierung auftritt, werden die diagnostischen Tests den genetischen Defekt entweder nicht erkennen oder sich als weit weniger empfindlich dafür erweisen.

"Wir haben das Problem gelöst, dass das normale Allel das mutierte Allel maskiert, indem wir einfach die Allele getrennt und unabhängig voneinander analysiert haben", erklärte Bert Vogelstein, ein Forscher des Howard Hughes Medical Institute am Johns Hopkins University Oncology Center. Technisch gesehen umfasst die Technik die Umwandlung des gepaarten Chromosomenzustands der Zellen von „Diploidie“in einen einzelnen Chromosomenzustand von „Haploidie“, sagte Vogelstein.

Die Verbesserung der Gentests wurde in Nature vom 17. Februar 2000 von Forschern unter der Leitung von Kollegen von Vogelstein und Hopkins, Hai Yan, einem Mitarbeiter des HHMI, und Kenneth Kinzler berichtet.

Bei der Konversionstechnik werden menschliche Zellen, die möglicherweise ein defektes Gen enth alten, mit einem von den Forschern entwickelten speziellen Stamm von Mauszellen fusioniert.Den Mauszellen fehlt die Maschinerie, die fremde Chromosomen ständig abstößt, und kann daher dazu gebracht werden, normal funktionierende menschliche Gene zu beherbergen.

Im Sortiment der fusionierten Mensch-Maus-Zellen sind einige enth alten, die nur noch die einzige defekte Kopie des menschlichen Gens besitzen. Die Wissenschaftler können diese Zellen isolieren und als Grundlage für einen wesentlich empfindlicheren Gentest verwenden als die Verwendung von Zellen, die sowohl normale als auch defekte Genkopien enth alten.

In der Veröffentlichung von Nature demonstrierten die Wissenschaftler die Leistungsfähigkeit der Konversionstechnik, indem sie zeigten, dass sie in der Lage waren, das Vorhandensein mutierter Gene bei 22 Patienten mit erblichem Darmkrebs ohne Polyposis zu verifizieren. Im Gegensatz dazu wurde das mutierte Gen bei konventionellen Gentests nur bei 10 der 22 Patienten nachgewiesen.

Vogelstein und seine Kollegen sagen voraus, dass sich die Konversionstechnik als weithin anwendbar erweisen wird, um Tests für viele andere genetische Krankheiten zu verbessern.

"Die Sensitivität der Tests für diese anderen Krankheiten hängt von der Art der Mutationen ab", sagte er.„Aber sicherlich sollte die Sensitivität bei vielen von ihnen in ähnlicher Weise erheblich erhöht werden. Und bei bestimmten erblichen Dickdarmkrebsarten werden praktisch alle Mutationen in einem Gen durch diesen Ansatz nachweisbar sein.“

"Die Technik ist so einfach, dass sie die Testkosten für bestimmte Krankheiten nicht wesentlich erhöhen dürfte, wenn sie in klinischen Labors eingesetzt wird", sagte Vogelstein. Und tatsächlich werden durch die Umstellung in manchen Fällen die Kosten erheblich gesenkt, da effizientere neue Tests ermöglicht werden.

"Sobald die komplizierte Diploidie und das andere Allel wegfallen, wird das Signal-Rausch-Verhältnis enorm verbessert", sagt Vogelstein. „Daher kann man sich vorstellen, auf den durch Diploidie komplizierten Reißbrettern schon jetzt eine ganze Reihe analytischer Techniken anzuwenden.“Gene aus solchen haploiden Zellen könnten zum Beispiel mithilfe von "Microarrays" effektiv nachgewiesen werden - Chips, die viele tausend Basenpaare enth alten, die gleichzeitig getestet werden können.Vogelstein betonte, dass die Konversionstechnik noch verfeinert werden muss, bevor sie in die routinemäßige Gendiagnostik eingeführt werden kann.

HHMI-Forscher Sanford Markowitz von der Case Western Reserve University, der auch Autor des Nature-Artikels ist, stimmte zu und fügte hinzu, dass „es noch einiges zu tun gibt, um die Durchführung in der klinischen Praxis zu vereinfachen. die Konversionsstrategie ist ein echter Fortschritt bei der Verbesserung der Sensitivität dieser Tests. Die Technik wird die Zahl der Personen, für die wir eine Diagnose stellen können, deutlich erhöhen." Markowitz und seine Kollegen arbeiten mit dem Vogelstein-Labor zusammen, um die Fähigkeit zu verbessern, spezifische Zellen zu unterscheiden, die sich aus der Umwandlungstechnik ergeben.

Die Umwandlungstechnik wird auch Fortschritte in der Grundlagenforschung beim Verständnis der Mechanismen von Krebs und anderen Krankheiten ermöglichen, sagte Vogelstein.

"Zum Beispiel gibt es viele Familien mit bestimmten erblichen Dickdarmkrebsarten, in denen keine Mutation gefunden wurde.Und die Frage ist, ob sie eine Mutation haben, die herkömmliche Techniken nicht entdeckt haben, oder ob sie eine Mutation in einem unbekannten Gen haben. Die Entdeckung dieser Gene wäre nicht nur wichtig für die Gendiagnostik, sondern könnte helfen, die der Krankheit zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären“, sagte Vogelstein.

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