Mi történik a genetikai laboratóriumban?

A következőkben vázoljuk, hogy mi a genetikai laborba beküldött minta sorsa. A fő pontok, amelyeket tárgyalunk, a következők:

  • a genetikai tesztek elvégzésének különböző módjai,
  • egyes vizsgálatok miért vesznek hosszú időt igénybe, míg másokat gyorsan elvégeznek,
  • egyes esetekben miért nem tudnak eredményt mondani.

A genetikai tesztek részletes információit elolvashatja a „Mi a genetikai vizsgálat?” című brossúrában.

Mi a genetikai teszt?

A genetikai tesztek többsége a DNS-t vizsgálja, azt a sejtjeinkben található anyagot, amely a szervezetünket utasítja, hogyan növekedjen, fejlődjön és működjön. A DNS kódüzenetei génekbe szerveződő utasítások sorozatából áll. Az ember mintegy 30.000 génjének felcsavarodott szerkezeti elemei a kromoszómák. A kromoszómákat szüleinktől örököljük, 23 kromoszómánk anyai és 23 kromoszómánk apai eredetű, tehát két 23 tagból álló kromoszómakészlettel, azaz 23 pár kromoszómával rendelkezünk. Ha a genetikára úgy tekintünk, mint életünk írott könyvére, akkor a DNS képviseli a betűket, a gének a könyv szavai, és a kromoszómák a fejezetek.

1. ábra: Gének, kromoszómák és a DNS

A kromoszómákban vagy génekben bekövetkezett változások a mutációk. A mutációra úgy tekinthetünk, mint egy helyesírási hibára vagy a mondat értelmét megváltoztató szócserék sorozatára. A mutáció hatása hasznos, káros vagy közömbös lehet. Ez környezeti tényezőktől függ, a véletlentől vagy más génekben bekövetkezett változásoktól. A mutáció problémákat okozhat, amennyiben a gén vagy a kromoszóma a szervezet helyes működéséhez szükséges utasításokat leállítja. A genetikai tesztek célja, hogy megtalálják a génben vagy kromoszómában előforduló mutációt. A tesztekhez vér- vagy esetenként más eredetű mintákat használnak. (Néha nyálmintát vesznek a DNS kinyeréséhez. Elegendő mennyiségű és jó minőségű DNS mintához azonban a vérmintát részesítik előnyben.) A betegtől levett mintát laboratóriumba küldik, hogy ott a géneket vagy kromoszómákat megvizsgálhassák.

A genetikai klinikák/intézetek általában saját genetikai laboratóriummal rendelkeznek. Azonban olyan sok genetikai rendellenesség létezik, amelyhez genetikai tesztek kapcsolódnak, hogy nem minden labor végzi el az összes genetikai vizsgálatot. Ez különösen a ritka genetikai betegségekre igaz. Ilyenkor a mintát esetleg más laborba küldik vizsgálatra, ahol elvégzik azokat a genetikai teszteket, amelyeket a szakorvos kért tőlük.

Ne feledjük, hogy a genetikai teszt csak arra a rendellenességre ad választ, amelyre azt célzottan elvégezték. Nem létezik ugyanis minden genetikai betegség felderítésére szolgáló általános vizsgálat. Az intézetben elvégzett genetikai vizsgálat a beteg és családja egészségi állapotáról ad felvilágosítást. Más céllal nem végeznek vizsgálatokat, így pl. apasági vizsgálatot sem végeznek, bár az eredményekből sokszor ez is megállapítható.

Genetikai laboratóriumok

A genetikai laborokat két fő csoportba sorolhatjuk. Egyik csoport a géneket, másik csoport a kromoszómákat vizsgálja.

1) Citogenetika

Ha a szakorvos szerint a genetikai betegséget kromoszóma rendellenesség okozza, akkor citogenetikai labort kér fel a vizsgálatok elvégzésére. Vérből, bőrből vagy a magzatvízből ill. chorion boholy biopsziából (CVS) nyert mintákat használnak a vizsgálathoz. Először sejttenyészetet hoznak létre. A sejteket tárgylemezre helyezik, és a kromoszómákat megfestik, hogy jól láthatóak legyenek.

2. ábra: Hogyan láthatók a kromoszómák mikroszkóppal

A citogenetikus először a kromoszómaszámot ellenőrzi. Egyes esetekben a betegséget a kromoszómaszám növekedése okozza. Egyik közismert példája a Down szindróma. Az ebben a betegségben szenvedők egyik kromoszómájából több kópia van jelen a sejtekben. A citogenetikusok ezután a kromoszómaszerkezetet vizsgálják. A kromoszómaszerkezetben változás következik be, ha a kromoszóma karja letörik, és máshová kapcsolódik. Ekkor az egyik kromoszóma anyagában hiány, egy másikéban pedig többlet keletkezik. A változások gyakran alig észrevehetők, ezért Fluoreszcens In-Situ Hibridizációs (FISH) módszert alkalmaznak, hogy megállapíthassák a változásokat, amelyek túl kicsik ahhoz, hogy mikroszkóppal észrevehetők legyenek, illetve a mikroszkóppal észlelt változásokat ellenőrzik.

3. ábra: Sorrendbe állított kromoszómák: a kariotípus.

A citogenetikai vizsgálat gyakran hosszadalmas folyamat. A laborban először sejttenyészetet hoznak létre, amely legalább egy hetet vesz igénybe. A metszetek előkészítése, a mikroszkópos kromoszóma analízis újabb egy hetet igényel.

2) Molekuláris genetika

Ha a szakember szerint a genetikai betegséget génmutáció okozza, akkor molekuláris genetikai laboratóriumot kér fel a kérdéses gén DNS-ének vizsgálatára. A DNS-ben található kódokat négy betű variációja hordozza: A, C, G, T. A vizsgált gén egymást követő genetikai kódjának, szekvenciájának vizsgálatával kiderítik, hogy van-e, ha úgy tetszik, helyesírási hiba a kérdéses gén kódjában. Egy gén akár 10.000 vagy még több, DNS kódot alkotó betűt foglal magába. A szakember feladata, hogy megtalálja a kódban a hibát. Ha az itt található változás az oka, hogy a gén hibás utasítást ad a szervezetnek, akkor ez genetikai betegséget okoz.

A kromoszómáktól eltérően, a DNS nem látható mikroszkóppal. A molekuláris genetikus kivonja a sejtből a DNS-t, amelynek kémiai reakciói segítségével a kérdéses gén kódját leolvassa. Sok technika áll rendelkezésre a mutáció megállapítására. A DNS szekvenálás az egyik leggyakrabban használt módszer.

4. ábra: DNS szekvenálás: Vegye észre a különbséget!

Normál szekvencia A beteg szekvenciája

Az ábrán egy rövid kódrészlet látható. A színes ábrán látható, hogy a DNS kód minden betűjét más szín képviseli. A baloldalon látható a normál szekvencia, míg a jobboldalon a hibás. A baloldali képen minden „betűhöz” egy csúcs tartozik, a jobboldalon azonban egy pozícióban két csúcs jelentkezik, a G (fekete) és a C (kék). Megállapítható, hogy ezen a ponton mutáció következett be a kromoszómapár egyikén.

Hogy állapítja meg a labor, hogy egy mutáció káros-e?

Ez egy központi kérdés. A genetikai laborok úgy tartják, hogy „mutációt bárki találhat, de nem mindenki tudja az eredményt értékelni”. A mutációk eltérő súlyosságú betegséget okozhatnak, és a mutáció hatásának megállapítása megkívánja a betegség, a gén, a kromoszóma szakszerű ismeretét, és a részletekre való odafigyelést. Tehát hogyan állapítják meg, hogy egy mutáció káros, előnyös vagy semleges?

Mindenekelőtt kulcsfontosságú, hogy a klinikai genetikus megvizsgálja a beteget, megismerje a beteg családfáját, rokonait, valamint hogy áttanulmányozza a beteg máshonnan származó leleteit. Ezekből következtethet arra, hogy melyik gén vagy kromoszóma vizsgálatát kérje. Így például, ha a vizsgálatai alapján cisztás fibrózisra gyanakszik, mert a beteg ennek a rendellenességnek a tüneteit mutatja, családjában már előfordult a betegség, akkor erre a betegségre kéri a genetikai vizsgálatot. Megküldi az összes lényegi információt a betegről és a családjáról, és megrendeli a mutációs tesztet cisztás fibrózisra. Ha a labor olyan mutációt talál, amelyről tudják, hogy a cisztás fibrózis betegséget okoz, akkor megállapítják, hogy a betegnek ez a genetikai rendellenessége.

Néha egy gyermekben olyan betegség lép fel, amelyre jellemző mutációt egyik szülő sem mutatja. Ebben az esetben a megfogant gyermekben lépett fel először a betegséget okozó mutáció. Ezt a latinból átvett „de novo” vagy „új” mutációnak nevezzük.

Bizonyos esetekben a labor nem tudja megállapítani, hogy a mutáció okoz-e betegséget. Ez akkor fordulhat elő, ha a DNS kód változása csekély mértékű. Ezt úgynevezett besorolatlan variánsoknak hívják és azonosításuk minden résztvevőt frusztrálhat. Nagyon fontos, hogy a labor ne jelentse ki egy mutációról, hogy az betegséget okoz, ha ez nem igaz, mert így félrevezető diagnózist állíthat fel.

A labor mindig ki tudja mutatni a mutációt?

Ennek számos oka lehet:

  • Gyakran a vizsgálatok a leggyakoribb mutációkra terjednek ki. Ha a betegnek ettől eltérő mutációja van, akkor előfordulhat, hogy a labor nem tudja kimutatni azt.
  • A tudósok még nem találták meg az összes génmutációt, ami a betegség kialakulásához vezet.
  • A betegnek nem az a betegsége, amit feltételeznek, ezért nem a megfelelő gént vizsgálják.
  • Tudnunk kell, hogy a genetikai analízisek technikája és a genetika tudománya gyorsan fejlődik, ezért elképzelhető, hogy bár Önnél nem találtak mutációt, de később a kutatók kimutatnak eddig nem ismert mutációkat, amelyek betegséget okoznak.

Miért tart az egyik génvizsgálat nagyon hosszú ideig, míg a másik kevés időt igényel?

Ha a labor pontosan tudja, hogy milyen mutációt keres, mert a családban már előfordult a betegség, vagy mert a labor tudja, hogy a gén mely szakaszát kell vizsgálni, akkor a feladat viszonylag könnyű. A vizsgálat ebben az esetben egy-két hetet vesz igénybe.

Ha azonban a családban előzőleg nem találtak mutációt, vagy több gén kapcsolódik ugyanazon betegséghez, akkor több munkára van szükség. A gén egy adott területére történő fókuszálás helyett a labornak az egész gént, esetleg több gént is meg kell vizsgálnia. Ilyenkor akár hónapokra is szükség van a megbízható eredményhez attól függően, hogy milyen nagy a vizsgálandó gén, és milyen a laboratórium felszereltsége.

A Duchenne izomdisztrófia esetében példádul a betegségért felelős disztrofin gén az eddig ismert legnagyobb méretű gén. A lehetséges mutációk ezreivel kell számolni, ezért a családra jellemző mutációt megtalálni igen hosszú időt igénylő, munkaigényes feladat. Ezzel szemben, a Huntington betegség esetében, a huntingtin gén mutációi mindig ugyanabban a szűk régióban fordulnak elő. Ezért pontosan tudják a mutáció helyét, így a teszt egyszerű, és jóval gyorsabb.

A DNS minősége is lényeges tényező. Előfordul, hogy labornak egy elhunyt személy DNS mintáját kell megvizsgálnia, hogy egy adott mutációra fény derüljön. Ha az elhunyt DNS mintája rossz minőségű, a vizsgálatokhoz szükséges idő megkétszereződhet, megháromszorozódhat. Néha a kevés DNS minta miatt a vizsgálatok el sem végezhetők.

Lehet-e rossz az eredmény?

Miután a a genetikai vizsgálatok a beteg és a család számára fontos következményekkel járnak, nagyon körültekintően kell eljárni. Számos lépést végeznek el, hogy a helyes eredményt biztosítsák. Ha mutációt találnak, az eredményt ellenőrzéssel hitelesítik (bár a méréseket műszerek végzik, szakember mindig ellenőrzi az eredményeket). Sokszor más eljárással felülvizsgálják a kapott eredményeket, ezt hívják „kereszt- ellenőrzésnek”. Különböző eljárásokkal kizárjak azt is, hogy a minták esetleg összekeveredjenek. Sok laboratórium tagja továbbá a minőségbiztosítási rendszernek, amelynek segítségével jó minőségű, megbízható munkát végeznek.

Mi történik a vizsgálatok elvégzése után a mintámmal?

Hacsak a beteg nem kéri külön, hogy mintáját a vizsgálatok elvégzése után semmisítsék meg, a laboratóriumok tárolják a DNS mintákat ill. a kromoszóma preparátumokat. A laboratóriumok készséggel informálják a beteget a DNS minta sorsáról, és kérésre bármikor meg is semmisítik azt, vagy megküldik a betegnek. A beteg hozzájárulása nélkül semmilyen további vizsgálathoz nem használják a mintákat.

Mivel rendszeresen fejlesztenek új teszteket, a laborok a tárolt mintákat tovább vizsgálhatják (ha pl. az eredetileg alkalmazott módszerrel nem kaptak eredményt). Ilyenkor mind a beteget, mind a szakorvost értesítik az új vizsgálat lehetőségéről. Gyakran anonimizált mintákat használnak az új eljárások kidolgozásához, esetleg megosztják a mintákat más laborokkal a minőségbiztosítási körvizsgálat során, hacsak a beteg nem kéri, hogy a mintáját ilyen célokra ne használják. Mint minden más tárolt információ, a DNS minta is része a beteg leleteinek, ezért az orvosi titoktartás rá is vonatkozik. Ez azt jelenti, hogy csak a megfelelő egészségügyi szakember férhet a mintákhoz.

Néhány embert nyugtalanít, hogy a rendőrség hozzáférhet DNS mintájukhoz. Ez csak kivételesen ritka esetekben fordulhat elő. A labor csak bírósági végzés felmutatásával bocsáthatja a mintát (akárcsak a beteg többi leletét) a rendőrség rendelkezésére.

Credits

A brossúra elkészítéséhez segítséget nyújtottak: Dr Ian M Frayling, Orvosi Genetikai Intézet (Institute of Medical Genetics), Walesi Egyetemi Klinika (University Hospital of Wales), Cardiff, UK; Dr Domenico Coviello, Orvosi Genetikai Laboratórium (Laboratory of Medical Genetics), Fondazione IRCCS, Milánó, Olaszország; és a Genetikai Érdekcsoport (Genetic Interest Group), UK.

Fordította Dr. Karcagi Veronika PhD, humángenetikus
Országos Környezetegészségügyi Intézet, Molekuláris Genetikai és Diagnosztikai Osztály
1097 Budapest, Gyáli út 2-6.
Tel: 1-4761362, email: karcagi.veronika@oki.antsz.hu

2009. augusztus

A munkát támogatta az EuroGentest, az EU-FP6 NoE programja által támogatott szerződés keretében; szerződés szám 512148.

Not all the leaflets are available in every language.

Select another language:

About EuroGentest
About Us
FAQ
Credits
LinkedIn
Policies
Privacy
Disclaimer
Accessibility
Standards Valid XHTML 1.0 Transitional Valid CSS!
Advertising
European Union
Contact Information
EuroGentest
Center for Human Genetics
University of Leuven
Herestraat 49 Box 602, 3000 Leuven, Belgium
webmastereurogentestorg, Tel: +32 16 340321, More...

Copyright EuroGentest2 Coordination Action 2011 - EU Contract no.: FP7 - HEALTH-F4-2010-261469