DNR tyrimų galimybės ir naujovės
DNR tyrimai yra pagrindas šiuolaikiniams molekulinės biologijos ir genomikos tyrimams – tarp svarbiausių ir plačiausiai taikomų metodų galima išskirti polimerazinę grandininę reakciją (PGR) bei DNR sekoskaitą. PGR leidžia amplifikuoti specifinius DNR fragmentus, o sekoskaita suteikia galimybę nustatyti net ir visą organizmo genomą, todėl šie metodai vis sparčiau tampa neatsiejama šiuolaikinės medicinos dalimi. DNR tyrimai pritaikomi ligų rizikos vertinimui, diagnostikai, individualizuoto gydymo parinkimui ar net epidemiologinei stebėsenai. Visa gyvybė grindžiama informacija, užkoduota DNR ir RNR molekulėse – būtent jose slypi esminė organizmą apibūdinanti informacija.
Nors PGR vis dar lieka vienu plačiausiai taikomu metodu diagnostikos srityje, tačiau dėl mažėjančios viso genomo sekoskaitos kainos ir didėjančios sekoskaitos rezultatų kokybės, šio tyrimo taikymas medicinoje tampa vis plačiau prieinamas. Plečiasi tiek jau egzistuojančios taikymo sritys, tiek atsiveria naujos galimybės.
Genetinių ligų nustatymas
Viena iš ryškiausių taikymo sričių – paveldimų genetinių ligų nustatymas. Šie sutrikimai gali būti aptikti dar prieš pasireiškiant simptomams – tai ypač svarbu naujagimių patikrai ar net prenataliniams tyrimams. Kasmet padaroma apie 300 naujų atradimų, o tarp žinomų diagnozuojamų ligų – cistinė fibrozė, achondroplazija, įvairūs lizosomų sutrikimai, hemofilija, tinklainės distrofijos, raumenų ir stuburo atrofija, Diušeno raumenų distrofija, retų tipų vėžiai, talasemija ir kt. [1]. PGR dažniau pritaikomas tikslinėms analizėms, kai šeimos anamnezėje yra nustatyta tam tikra genetinė liga, o sekoskaita leidžia aptikti net ir naujai atsiradusias (de novo) mutacijas, kurios gali būti atsakingos už pavienius, šeimoje anksčiau nepasireiškusius genetinius sutrikimus.
Vėžio rizikos vertinimas ir diferenciavimas
DNR tyrimai gali būti naudingi ir vertinant padidėjusią riziką tam tikriems onkologiniams susirgimams. Pavyzdžiui, BRCA1 ir BRCA2 genų patogeninės mutacijos siejamos su padidėjusia krūties ir kiaušidžių vėžio rizika [2], o TP53 mutacija dažnai aptinkama Li-Fraumeni sindromu sergantiems pacientams [3]. Patogeninių mutacijų nustatymas įgalina ankstyvą diagnostiką, užtikrina profilaktiką bei individualizuotą pacientų stebėseną.
Be to, DNR tyrimai, ypač sekoskaita, plačiai naudojama ir navikų profiliavimui. Kiekvienas navikas turi unikalų „genetinį parašą“ – šios informacijos žinojimas leidžia tiksliau identifikuoti vėžio potipį, prognozuoti atsaką į gydymą bei parinkti veiksmingiausią terapiją [4].
Rizikos vertinimas susirgti lėtinėmis ligomis
Genetiniai tyrimai gali padėti nustatyti polinkį į tokias lėtines ligas kaip diabetas, Alzheimerio liga, širdies ir kraujagyslių ligos, nutukimas ar kiti sveikatos sutrikimai. Tokiu atveju dažniausiai yra skaičiuojama poligeninė rizika, kurios metu įvertinama daugelio skirtingų genetinių variantų (dažniausiai vieno nukleotido polimorfizmų - SNP) įtaka ligos rizikai. Nors ši informacija teoriškai ir leidžia taikyti tikslingą sveikatos stebėseną ir prevenciją, tačiau būtina atsižvelgti į tai, kad lėtinės ligos dažniausiai yra nulemtos ne tik genetiškai, todėl polinkis gali būti vertinamas tik kartu su aplinkos, gyvenimo būdo ir kitais rizikos veiksniais.
Patogenų diagnostika
Tiek PGR, tiek DNR sekoskaita NVSPL plačiai naudojama patogenų diagnostikai, patogenų atsparumo vaistams nustatymui ar protrūkių identifikavimui, dirbant kartu su gydytojais ir epidemiologais iš kitų Lietuvos ir Europos institucijų. Molekulinių biologinių tyrimų poskyryje, panaudojus iš patogenų išskirtą DNR, atliekamas infekcinių ligų sukėlėjų nustatymas – nustatomi tiek bakteriniai (Laimo ligos, kokliušo, lytiškai plintančių ligų ir kt.), tiek virusiniai (hepatito B, C, ŽIV, kvėpavimo takų infekcijų ir kt.) sukėlėjai.
NVSPL atliekama ir SARS-CoV-2 bei gripo virusų sekoskaita. SARS-CoV-2 ir gripo virusai pasižymi dideliu mutacijų dažniu, todėl nuolatinė genominė stebėsena yra būtina siekiant užtikrinti veiksmingą visuomenės sveikatos priežiūrą, ligų prevenciją ir kontrolę. Sekoskaita leidžia ne tik identifikuoti virusų genetinius variantus, bet ir suprasti jų plitimo dėsningumus, atsparumo vakcinoms ar vaistams vystymąsi bei galimus pokyčius viruso virulentiškume. Gripo viruso atmainos nuolat kinta, todėl Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) kasmet rekomenduoja vakcinos sudėtį pagal cirkuliuojančių virusų sekoskaitos duomenis. SARS-CoV-2 atveju sekoskaitos rezultatai taip pat naudojami vertinant poreikį atnaujinti vakcinas ar kurti naujus gydymo metodus. NVSPL vykdoma SARS-CoV-2 stebėsena ir nuotekose, kurios surenkamos iš trijų didžiausių Lietuvos miestų (Vilnius, Kaunas, Klaipėda). Šiuo tyrimu nustatoma viruso koncentracija nuotekose, kurią galima lyginti su sergamumo rodikliais visuomenėje ir nustatyti vyraujančias viruso atmainas.
NVSPL atliekama ir bakterinių patogenų sekoskaita. Šio tyrimo rezultatai suteikia informacijos apie bakterijų atsparumo antibiotikams genus, galimus protrūkius, prisideda prie epidemiologinės stebėsenos. Šio tyrimo objektas - per maistą ir vandenį plintančios bakterijos (Campylobacter spp., Salmonella spp. Ir kt.). Taip pat bakterijos, kurių stebėsena svarbi kontroliuojant hospitalines infekcijas, ligos židinius ir protrūkius (Klebsiella spp., Acinetobacter baumannii ir kt.)
Tobulėjant sekoskaitos technologijoms, sveikatos priežiūros srityje diegiami ir metagenominiai tyrimai, kurių taikymui nereikia iš anksto žinoti, koks patogenas yra tiriamajame mėginyje. Metagenomika suteikia galimybę vienu metu identifikuoti platų spektrą mikroorganizmų, todėl metodas ypač aktualus tais atvejais, kai įprastiniai tyrimai nesugeba nustatyti infekcijos sukėlėjo arba įtariamas ne vienas infekcijos sukėlėjas. Metagenominius tyrimus ateityje planuojama atlikti ir NVSPL, tai prisidėtų prie pažangios, greitos ir tikslios diagnostikos sistemos kūrimo.
DNR tyrimo metodai, tokie kaip sekoskaita ir PGR užtikrina molekulinių biologinių tyrimų tikslumą ir greitį, atveriant plačias galimybes klinikinėje diagnostikoje, epidemiologinėje stebėsenoje. Šios technologijos leidžia ne tik nustatyti įvairių infekcijų sukėlėjus, bet ir plačiai pritaikoma kitose srityse, siekiant nustatyti genetines variacijas ar mutacijas, kas svarbu efektyviam gydymui ir prevencijai. Tikėtina, jog ateityje šie metodai taps dar prieinamesni ir pažangesni.
Kontaktai pasiteiravimui:
Tel. +370 670 14159, +370 5 234 4003
El. p. [email protected]
Parengė Klinikinių tyrimų skyriaus Molekulinių biologinių tyrimų poskyrio specialistai Jelena Razmuk, Martynas Smičius, Giedrė Staponkutė ir Gabija Tamoliūnaitė.
Literatūros sąrašas:
[1] Z. Stark and R. H. Scott, “Genomic newborn screening for rare diseases,” Nat. Rev. Genet., vol. 24, no. 11, pp. 755–766, 2023.
[2] A. C. Antoniou et al., “A comprehensive model for familial breast cancer incorporating BRCA1, BRCA2 and other genes,” Br. J. Cancer, vol. 86, no. 1, pp. 76–83, 2002.
[3] T. Guha and D. Malkin, “Inherited TP53 mutations and the Li–Fraumeni syndrome,” Cold Spring Harb. Perspect. Med., vol. 7, no. 4, p. a026187, 2017.
[4] D. Chakravarty and D. B. Solit, “Clinical cancer genomic profiling,” Nat. Rev. Genet., vol. 22, no. 8, pp. 483–501, 2021.
Atnaujinimo data: 2025-04-24
Taip pat skaitykite:
NVSPL atstovė dalyvavo tarptautinėje konferencijoje Rygoje
Papildytas pranešimas apie tarptautinį Salmonella Stanley protrūkį Europoje
NVSPL atstovė dalyvavo tarptautiniame kvėpavimo takų virusų stebėsenos susitikime Vienoje
Biologinė įvairovė: erkių pernešamų ligų laboratorinis stebėjimas