Wissenschaft bringt Abkürzung zur Erkennung von 50 seltenen genetischen Krankheiten

Wissenschaftler haben einen einzigen Test entwickelt, der eine Sammlung seltener genetischer Krankheiten schnell erkennen kann – ein Fortschritt, von dem sie hoffen, dass er die „diagnostische Odyssee“ verkürzen wird, der Menschen mit diesen Erkrankungen ausgesetzt sind.

Der Test diagnostiziert Zustände, die zusammenfassend als „STR-Expansion“-Störungen bekannt sind, die mehr als 50 genetische Krankheiten umfassen, die das Gehirn, das Nervensystem und die Muskeln betreffen.

Einige der bekannteren sind Huntington-Krankheit und Fragiles X-Syndromaber es gibt viele andere – oft mit sich überschneidenden Anzeichen und Symptomen, die es schwierig machen, sie zu unterscheiden.

Dazu gehören unter anderem erbliche Ataxiendie allmählich die Handkoordination, das Sprechen und die Gehfähigkeit einer Person beeinträchtigen; myotone Dystrophien, die eine fortschreitende Schwäche der Muskeln verursachen, die den Körper bewegen, und manchmal des Herzens und der Muskeln, die an Atmung und Verdauung beteiligt sind; und vererbte myoklonische Epilepsien — Anfallsleiden, die dazu führen, dass sich die Körpermuskeln zusammenziehen und “zucken”.

Im Moment ist das Testen auf STR-Expansionsstörungen “Hit oder Miss”, sagte der Forscher Dr. Kishore Kumar vom Garvan Institute of Medical Research in Sydney, Australien.

„Wenn sich Patienten mit Symptomen vorstellen, kann es schwierig sein zu sagen, welche dieser über 50 genetischen Erweiterungen sie haben könnten, also muss ihr Arzt entscheiden, auf welche Gene getestet werden soll, basierend auf den Symptomen und der Familiengeschichte der Person“, sagte Kumar in einem Institut Aussage.

Für einige, sagte er, kann dies zu einer jahrelangen „Odyssee“ des Testens führen, um eine Antwort zu erhalten.

Geben Sie den neuen Test ein, basierend auf Nanoporen-Technologie, was ein schnelles “Lesen” langer DNA-Abschnitte ermöglicht. Das ist der Schlüssel zur Diagnose von STR-Expansionsstörungen, da die Bedingungen ungewöhnlich lange „Wiederholungen“ in den chemischen Buchstaben beinhalten, aus denen die DNA besteht.

In einer Studie mit 25 Patienten mit bekannten STR-Expansionsstörungen fanden Kumar und seine Kollegen heraus, dass der Test sie alle richtig diagnostizierte.

Ziel der Forscher sei es, den Test in den nächsten zwei bis fünf Jahren für den Praxisalltag verfügbar zu machen.

Die Ergebnisse wurden online am 4. März in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.

„Das ist signifikant“, sagte Dr. Hui Zhang, ein Genetiker an der Yale School of Medicine, der nicht an der Forschung beteiligt war.

Die Fähigkeit des Tests, “lange Ablesungen” der DNA durchzuführen, sei das Schlüsselstück, sagte sie.

Im Moment, sagte Zhang, ist der Prozess des einzelnen Testens auf STR-Expansionsstörungen zeitaufwändig und kann sehr teuer werden.

Es gibt genetische Testtechniken der “nächsten Generation”, einschließlich der Sequenzierung des gesamten Genoms und des gesamten Exoms. Gesamtgenomsequenzierung durchsucht die gesamte DNA einer Person, um zu versuchen, krankheitsverursachende Mutationen zu identifizieren; Ganz-Exom-Sequenzierung konzentriert sich auf den Teil der DNA einer Person, der Anweisungen zur Herstellung von Proteinen enthält.

Aber, erklärte Zhang, diese Techniken führen „kurze Ablesungen“ durch (unter Berücksichtigung kürzerer DNA-Längen), was bedeutet, dass sie die sehr langen Buchstabenwiederholungen verpassen, die STR-Expansionsstörungen kennzeichnen.

“Dies [new test] ist komplementär zu Short Reads – es füllt eine Lücke”, sagte Zhang.

Heidi Rehm ist Vizepräsidentin für Laborgenetik am American College of Medical Genetics and Genomics und Professorin für Pathologie am Massachusetts General Hospital in Boston.

Rehm sagte, dass eine genetische Diagnose – für STR-Expansionsstörungen oder andere seltene Krankheiten – nicht nur für die Person mit der Störung, sondern auch für die Familie von entscheidender Bedeutung ist.

Der neue Test sei gut, sagte Rehm. Die allgemeineren Fragen beziehen sich darauf, wie es schließlich in die Praxis der realen Welt integriert werden könnte.

Es ist zum Beispiel nicht klar, ob es sich um einen eigenständigen Test handeln soll, sagte Rehm, oder als Teil der Sequenzierung des gesamten Genoms oder des gesamten Exoms.

Außerdem stellt sich die Frage der Kosten, sagte Rehm, die für Labore ein Hindernis bei der Einführung des Tests sein könnten.

Laut Kumars Team hat das Nanoporen-Sequenziergerät die Größe eines Hefters und kostet rund 1.000 US-Dollar.

Aber es gibt auch die Kosten für die Sequenzierung und Analyse, sagte Zhang, was unklar ist.

Sie bemerkte auch, dass es Fälle geben wird, in denen der neue Test „zu groß“ sein könnte – wenn Symptome und Familienanamnese auf einen wahrscheinlichen Schuldigen hinweisen und traditionelle Tests durchgeführt werden können.

STR-Expansionsstörungen können nicht geheilt werden. Aber eine schnellere Diagnose kann Ärzten helfen, die verschiedenen Komplikationen zu erkennen und zu behandeln, die diese Erkrankungen verursachen können, sagte Kumars Team.

Mehr Informationen

Die US-amerikanischen National Institutes of Health haben mehr dazu Diagnose einer seltenen Krankheit.

QUELLEN: Heidi Rehm, PhD, Vizepräsidentin, Laborgenetik und Mitglied, Vorstand, American College of Medical Genetics and Genomics, Bethesda, Md., und Professorin, Pathologie, Massachusetts General Hospital, Boston; Hui Zhang, MD, PhD, außerordentlicher Professor, Genetik und Pädiatrie, Co-Direktor, DNA Diagnostic Lab, Yale School of Medicine, New Haven, Connecticut; Garvan Institute of Medical Research, Pressemitteilung, 4. März 2022; Wissenschaftliche Fortschritte, 4. März 2022, online

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