Új genetikai elemzési módszer ritka betegségek szűrésére
A brit 100 000 Genomes Projekt új eredménye egy olyan elemző módszer, amelynek segítségével 145 ritka betegséggel élő gyermek kaphatott pontos diagnózist.
A Nature Communications folyóiratban november 3-án jelent meg a Wellcome Sanger Institute kutatóinak cikke, amelyben a 100 000 Genomes Project keretében 13 700 szülő és gyermek DNS-ét elemezték, és egy új genomikai módszernek köszönhetően több ritka betegséggel élő páciens kapott olyan diagnózist, amely korábban elérhetetlen volt, mivel a technológia képes azonosítani azokat az összetett szerkezeti genetikai eltéréseket, amelyeket a hagyományos vizsgálatok gyakran nem észlelnek. A vizsgálat során számos olyan szerkezeti variánst azonosítottak, amelyek közvetlenül károsítják a gyermekek egyedfejlődésében szerepet játszó géneket.
A tanulmány szerint az azonosított szerkezeti variánsok nyolcadának szerkezete komplex volt, gyakran több eltérést is tartalmazott, és kétszer nagyobb valószínűséggel maradtak észrevétlenek a jelenleg alkalmazott klinikai genetikai tesztekkel. A kutatócsoport egy új bioinformatikai elemző módszert fejlesztett ki, amely lehetővé teszi ezen variánsok, vagyis a complex de novo structural variants (dnSV-k) pontos azonosítását és funkcionális alcsoportokba sorolását a betegre gyakorolt hatásuk alapján. Bár egyes páciensek már korábban kaptak diagnózist, az új módszer révén olyan mélységű genetikai információhoz jutottak, amely korábban nem volt hozzáférhető.
A ritka betegségek genetikai diagnosztikája jelenleg elsősorban egyetlen nukleotidpozícióban bekövetkező változásokra koncentrál, vagyis olyan pontmutációkra, amelyek egyetlen építőelemet érintenek a DNS-ben. Ezzel szemben a szerkezeti variánsok olyan genomikai eltérések, amelyek során egy gén legalább 50 nukleotidból álló szakasza átrendeződik vagy törlődik. Ha ezek az eltérések az ivarsejtekben – petesejtben vagy spermiumban – fordulnak elő, és fejlődésben kulcsszerepet játszó géneket érintenek, különféle egészségügyi problémák kialakulásához vezethetnek.
A szerkezeti variánsok spontán módon keletkeznek, és ha a genom több pontján történik átrendeződés, akkor komplex szerkezeti variánsról beszélünk. Ezek elemzése különösen nehéz, mivel a jelenlegi genetikai vizsgálati módszerek a DNS rövid szakaszait vizsgálják, míg a szerkezeti eltérések felismeréséhez a genom nagyobb régióinak együttes elemzése szükséges. A rövid szakaszok összeillesztése technikailag rendkívül összetett feladat, amely jelentős szakértelmet igényel, és a hibás illesztések félrevezető információt eredményezhetnek az érintett génekről.
A Sanger Intézet és partnerei által kidolgozott új elemzési módszer képes volt leküzdeni ezeket a technikai kihívásokat, és a 13700 családi genom elemzése során összesen 1870 szerkezeti variánst sikerült azonosítani. A kutatás során bebizonyosodott, hogy ezek az átrendeződések számos betegség kialakulásában játszanak szerepet, beleértve a neurológiai, csontrendszeri, bőrgyógyászati és neurológiai fejlődési kórképeket, valamint a veseműködést érintő rendellenességeket.
A kutatócsoport 145 ritka betegséggel élő gyermek esetében tudott pontosított diagnózist adni a szerkezeti variánsok azonosításával, ezzel választ adva a családok számára korábban megválaszolatlan kérdésekre: mintegy 60 páciens olyan genetikai eltérést hordozott, amelyet más típusú genetikai vizsgálatokkal nehéz lett volna kimutatni. A kutatók azt is megfigyelték, hogy a szerkezeti átrendeződés típusa befolyásolja a betegség kialakulását. Az elemzés során kilenc különböző szerkezeti variánstípust különítettek el, és ezek funkcionális hatását is bemutatták a páciensekben.
A variánstípusok további vizsgálata hozzájárulhat a különféle betegségek patogenezisének mélyebb megértéséhez, ami a jövőben segítheti az állapotok kezelését. Ha például pontosan ismert, hogy egy adott variáns miként befolyásolja a betegség progresszióját, lehetőség nyílik a betegek célzottabb monitorozására, korai beavatkozásra, vagy új terápiás stratégiák kidolgozására a tünetek megelőzése érdekében.
Dr. Hyunchul Jung, a Wellcome Sanger Intézet kutatója és a tanulmány első szerzője szerint az új módszer, amely lehetővé teszi az összetett szerkezeti variánsok azonosítását és elemzését, új távlatokat nyit a betegségek megértésében és potenciálisan azok kezelésében is. Mint fogalmazott, nem csupán a deléciók vagy duplikációk azonosítása a cél, hanem annak feltárása, hogy ezek az eltérések milyen kombinációban fordulnak elő – ez korábban nem lehetett láthatóvá tenni..
Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:
Genomic identification method provides diagnoses for 145 families with rare conditions
Complex de novo structural variants are an underestimated cause of rare disorders
Irodalmi hivatkozás:
Hyunchul Jung et al, Complex de novo structural variants are an underestimated cause of rare disorders, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64722-2
