En ny studie publisert i Natur Forrige uke avslører hvordan Forskere har for første gang utviklet en måte å sekvensere genomet av en ufødt baby ved å bruke bare en blodprøve fra moren . Forskerne mener at dette bringer føtal genetisk testing et skritt nærmere rutinemessig klinisk bruk.

Seniorforfatter Dr Stephen Quake er Lee Otterson Professor i Engineering School og professor i bioengineering og anvendt fysikk ved Stanford University i USA. Han fortalte pressen:

"Vi er interessert i å identifisere forhold som kan behandles før fødselen, eller umiddelbart etter."

"Uten slike diagnoser lider nyfødte med behandlingsbare metabolske eller immunforstyrrelser inntil deres symptomer blir merkbare og årsakene er bestemt," sa Quake, som også er medformann i Stanfords institutt for bioteknologi.

Studien følger en rapportert i forrige måned av University of Washington, hvor forskere sekvenserte et føtale genom ved hjelp av en blodprøve fra moren, pluss DNA-prøver fra moren og faren.

Derimot, Fostergenom-sekvensering som bare bruker en blodprøve fra moren, gir en betydelig fordel når den biologiske far er ukjent eller er villig til å gi en prøve . Så mange som en av ti babyer født i USA er av ukjent farskap, ifølge en pressemelding fra Stanford på forskningen.

Evnen til å diagnostisere medisinske tilstander i livmoren er ikke ny. I flere tiår har kvinner gjennomgått amniocentese eller chorioniske villusprøver for å se om deres foster har noen genetiske abnormiteter. Disse testene henter prøver fra fostervannet eller fosteret selv, ved hjelp av en nål innsatt i livmoren. Slike invasive prosedyrer bærer en risiko ved at en av hver 200 eller så vil utløse et abort. Og antall genetiske forhold de kan teste for er begrenset.

Forskerne mener at føtalt genetisk testing vil bli stadig mer vanlig som kostnaden av teknologien kommer ned.

Quake og kollegaer viste det Til og med bare sekvensering av eksomen, 1% av genomet som koder generene som er uttrykt for å få et foster, kan gi informasjon som er klinisk nyttig .

Dr Diana Bianchi er administrerende direktør for Mother Infant Research Institute på Tufts Medical Center, og var ikke involvert i Natur studere. Hun sa:

"Problemet med å skille morens DNA fra fostrets DNA, spesielt i innstillingen der de deler samme unormalitet, har alvorlig utfordret forskere som jobber med prenatal diagnose i mange år."

I studien, ved hjelp av helgenom og exome-sekvenser, var Quake og kollegaer i stand til å fastslå at et foster hadde DiGeorge syndrom, en tilstand forbundet med hjerte- og nevromuskulære problemer, samt kognitiv svekkelse, som skyldes en kort sletting av kromosom 22.

Symptomer og alvorlighetsgrad av DiGeorge syndrom kan variere blant berørte personer: Noen babyer født med tilstanden kan ha hjertefeil og kramper på grunn av svært lave nivåer av kalsium, og det kan også forårsake signifikante problemer med fôring.

Bianchi, som også leder det kliniske rådgivende styret i Verinata Health Inc, Redwood City, et privat selskap som markedsfører en føtal genetisk test med teknologi utviklet av Quake, sa:

"I dette papiret viser Quake sin gruppe elegant hvordan Sekvensering av eksom kan vise at et foster har arvet DiGeorge syndrom fra sin mor ."

Metoden som Quake's lab har utviklet er avhengig av det faktum at i tillegg til å bære DNA fra egne celler, bærer blod fra en gravid kvinne også DNA fra føtale celler, og dette beløpet går jevnt under graviditeten og stiger til så mye som 30 % Av totalbeløpet i den siste delen av tredje trimester.

Fire selskaper i USA markedsfører nå tester basert på arbeid gjort i Quake's lab i 2008 hvor han og hans team pionerer en metode som bruker relative nivåer av føtal DNA i mors blod for å diagnostisere forhold forårsaket av manglende eller ekstra kromosomer, som for eksempel Down syndrom.

Særlig to selskaper er lisensiert av Stanford for å bruke Quake's 2008-tilnærming, den ene er Verinata, den andre er Fluidigm Inc i San Francisco. Ifølge Stanford var ikke involvert i denne siste studien, selv om Quake og en annen forsker har aksjer i selskapene.

I denne siste studien flytter laget 2008-metoden på et stadium: Den nye tilnærmingen gjenkjenner at foster-DNA i mors blodrom inneholder genetisk materiale fra både mor og far .

Så, i motsetning til den nylige University of Washington-studien, var Quake og kollegaer i stand til å skille og isolere føtal DNA uten å måtte ta en prøve fra faren. De gjorde dette ved å eliminere og sammenligne de relative nivåene av regioner kjent som haplotyper, fra mor (fra både mor og foster) og paternal DNA.

En haplotype beskriver genetisk materiale arvet fra en enkelt forelder: enten et par gener på ett kromosom, eller alle gener på et kromosom som kom fra en enkeltforelder.

For denne studien testet teamet metoden i to svangerskap: en hvor moren hadde DiGeorge syndrom; Den andre hvor moren ikke gjorde det. Gjennom exome og helgenomsekvensering viste de at morens foster med DiGeorge syndrom hadde arvet tilstanden. Dette ble bekreftet ved å sammenligne den forutsagte sekvensering med en oppnådd etter fødsel fra navlestrengsblod.

Disse testene ble utført retrospektivt på anonyme prøver. I en klinisk setting vil tilgjengeligheten av slike resultater mest sannsynlig føre til at leger også tester nyfødtens hjerte og kalsiumnivå.

Forskerne konkluderer med at deres metode viser Det kan en dag være mulig å diagnostisere alle arvelige og De novo Genetiske sykdommer ikke-invasivt, som bare bruker moderens blod uten å måtte ta prøver fra livmoren .

Medforfatter Dr Yair Blumenfeld, en klinisk assisterende professor i obstetrik og gynekologi ved Stanford Medical School, relaterte hvordan bare for noen år siden de var begeistret ved å kunne oppdage ikke-invasivt om et foster hadde et unormalt antall kromosomer. Men de visste også at dette var bare toppen av isfjellet, og fremtiden ville være om individuelle genfeil:

"Denne viktige studien bekrefter vår evne til å oppdage individuelle fostergenfeil bare ved å teste mors blod," sa Blumenfeld.

Teamet jobber nå med å utvikle teknologien for klinisk bruk, og Stanford har allerede innlevert et patent for det.

Fond fra Howard Hughes Medical Institute og National Institute of Health bidratt til å betale for studien.

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Video Medisinsk Og Faglig 2024).