Badania genetyczne - jak wyglądają? Kiedy je wykonać?

Badania genetyczne umożliwiają diagnostykę zaburzeń uwarunkowanych genetycznie oraz określenie ryzyka rozwoju danej choroby. Dzięki intensywnemu rozwojowi nowoczesnych metod diagnostycznych możliwe jest wykrycie nieprawidłowości już na etapie życia płodowego. W poniższym artykule wyjaśniamy w jakim celu wykonuje się badania genetyczne oraz jak przygotować się do pobrania materiału biologicznego.

Po co wykonuje się badania genetyczne?

Badania genetyczne są jedną z podstawowych metod diagnostyki chorób genetycznych, służą do określenia ryzyka przekazania choroby potomstwu oraz umożliwiają ocenę predyspozycji do zachorowania na dane zaburzenie jeszcze przed wystąpieniem pierwszych objawów. Badania genetyczne w zależności od wskazania mogą być wykonywane na każdym etapie życia, począwszy od diagnostyki prenatalnej płodu aż po badania pośmiertne, wykonywane np. w celu identyfikacji zwłok. Obecnie dostępny jest szeroki wachlarz metod genetycznych niezbędnych w procesie diagnostycznym. Dzięki rozwojowi metod molekularnych możliwe jest również dokładniejsze scharakteryzowanie biologii nowotworu i wdrożenie personalizowanego, skuteczniejszego leczenia pacjentów onkologicznych. Badania genetyczne mogą służyć również do określenia predyspozycji do wystąpienia otyłości, chorób neurodegeneracyjnych, chorób metabolicznych, autyzmu, zaburzeń zakrzepowo-zatorowych, ustalenia ojcostwa, zidentyfikowania materiału genetycznego drobnoustroju wywołującego chorobę lub określenia przyczyn niepłodności.

Jak przygotować się do badań genetycznych? 

Badania genetyczne wykonywane z próbki krwi z której izolowane jest DNA, nie wymagają specjalnego przygotowania. Pacjent nie musi być na czczo, a krwi nie trzeba pobierać o konkretnej porze dnia.

W zależności od wskazań, badania genetyczne mogą być wykonywane również z materiału biologicznego pobranego z jamy ustnej, wtedy zalecane jest aby pacjent co najmniej przez 1 godzinę przed pobraniem nie jadł, nie pił i nie palił. Materiał pobiera się specjalną wymazówką, którą pociera się wewnętrzną stronę policzka przez kilkanaście sekund.

W przypadku badań genetycznych np. w kierunku infekcji urogenitalnych u kobiet niezbędne jest pobranie przez ginekologa/położną wymazu z szyjki macicy lub pochwy. Kobieta przygotowując się do pobrania materiału powinna unikać współżycia co najmniej 24 h przed pobraniem, przez minimum 48 h nie powinna stosować żadnych leków dopochwowych i maści zewnętrznych, powinna zachować 7 dni przerwy po leczeniu środkami przeciwdrobnoustrojowym. Materiału do badań nie pobiera się w czasie miesiączki.

Jeśli wykonywane jest badanie HPV-DNA metodą PCR, materiałem do badania pobranym od kobiet jest wymaz z szyjki macicy, wymaz z pochwy, wymaz z cewki moczowej (zasady pobrania takie jak wyżej) a od mężczyzn wymaz z dróg moczowo-płciowych. Zalecane jest aby pacjent zachował 24 godzinną przerwę w wytryskach nasienia i wstrzymał się w oddawaniu moczu co najmniej przez 2 godziny przed pobraniem.

Badanie genetyczne – jakie choroby mogą wykryć?   

Badania genetyczne są w stanie zdiagnozować choroby których przyczyną są aberracje liczbowe (np. zespół Downa, zespół Edwardsa), aberracje strukturalne (np. zespół Di George’a, Zespół Williamsa), zaburzenia w liczbie chromosomów płci (np. zespół Turnera, zespół Klinefeltera), mutacje pojedynczych genów (choroby jednogenowe), mutacje w mitochondrialnym DNA, powtórzenia trinukleotydów (np. choroba Huntingtona), mutacje wielu genów (choroby wieloczynnikowe) lub polimorfizmy. Dobór odpowiedniej metody molekularnej w procesie diagnostycznym zależy od wstępnej diagnozy stawianej na podstawie wywiadu rodzinnego lub objawów klinicznych.

Badanie genetyczne u dzieci

Badania genetyczne u dzieci wykonywane są w celu postawienia poprawnej diagnozy, ustalenia odpowiedniego leczenia, a nawet zapobiegania niebezpiecznym dla zdrowia symptomom chorób wrodzonych. Wiele chorób wrodzonych nie daje objawów w pierwszych miesiącach życia, a niektóre z nich mogą powodować zaburzenia rozwoju intelektualnego lub stwarzać zagrożenie dla zdrowia i życia dziecka. U części małych pacjentów tylko badania genetyczne umożliwiają postawienie wczesnej, trafnej diagnozy.                                      

Badanie genetyczne w ciąży

Badania genetyczne przeprowadzane w ramach diagnostyki prenatalnej są jedną z podstawowych metod wykrycia u dziecka wad rozwojowych lub chorób uwarunkowanych genetycznie. Najczęstszymi wskazaniami do wykonania badań genetycznych płodu są stwierdzone nieprawidłowości rozwojowe podczas rutynowych, nieinwazyjnych badań w czasie ciąży, występowanie chorób genetycznych w rodzinie, podeszły wiek rodziców lub stwierdzenie nosicielstwa aberracji chromosomowej przynajmniej u jednego rodzica. Jeżeli w rodzinie występowały choroby genetyczne lub rodzice są nosicielami mutacji, ważne jest aby zostali oni objęci poradnictwem genetycznym już na etapie planowania ciąży. Konsultacja z lekarzem genetykiem i wykonanie niezbędnych badań pozwoli na ocenę ryzyka wystąpienia u dziecka określonej wady genetycznej.

W diagnostyce prenatalnej bardzo często wykonuje się badania genetyczne wykorzystywane również w diagnostyce pourodzeniowej, np. badanie kariotypu. Wykonanie badania molekularnego z próbki materiału biologicznego pobranego od płodu jest zazwyczaj trudniejsze niż z materiału pobranego od noworodka, dziecka czy osoby starszej. Jest to związane z mniejszą objętością próbki do badań jaką można pobrać od płodu, konieczności jak najszybszego wydania wyniku oraz ograniczonych możliwości powtórzenia badania ze względu na małą ilość materiału.

Genetyczną diagnostykę prenatalną można podzielić na testy:

• przesiewowe, które wykonywane są tylko w celu określenia ryzyka wystąpienia nieprawidłowości u dziecka,
• testy diagnostyczne, których celem jest ostateczne potwierdzenie lub wykluczenie choroby.

W większości przypadków testy diagnostyczne mają charakter inwazyjny ponieważ wymagają pobrania materiału biologicznego od płodu. Biorąc pod uwagę aspekty kliniczne przyjmuje się, że inwazyjną diagnostykę prenatalną wykonuje się gdy ryzyko powikłań związanych z wykonywaną procedurą pobrania materiału jest mniejsze niż konsekwencje zbyt późnego zdiagnozowania choroby genetycznej, w przypadku istnienia możliwości wczesnej, skutecznej terapii prenatalnej lub postnatalnej oraz prawa rodziców do wiedzy o stanie zdrowia dziecka. Materiał do inwazyjnych badań prenatalnych może być pobierany kilkoma technikami:

• amniopunkcją – czyli nakłuciem worka owodniowego przez powłoki brzuszne pod kontrolą USG i pobraniem płynu owodniowego. Płyn owodniowy zawiera żywe komórki złuszczone z nabłonka owodni, dróg oddechowych, przewodu pokarmowego i dróg moczowych płodu. Pobrane komórki mogą być poddane badaniu cytogenetycznemu (cytogenetyka klasyczna i molekularna), molekularnemu (głównie w przypadku podejrzenia chorób monogenowych), biochemicznemu, mikrobiologicznemu, immunocytochemicznemu, serologicznemu i immunologicznemu
• biopsją trofoblastu – fragmenty kosmówki pobierane są przez nakłucie igłą powłok brzusznych pod kontrolą USG lub metodą przezpochwową. DNA płodowe wyizolowane z kosmówki jest bardzo dobrym materiałem do badań molekularnych, m.in. do badania cytogenetycznego
• kordocentezą – pobranie krwi z żyły pępowinowej, poprzez nakłucie pępowiny przez powłoki brzuszne pod kontrolą USG. Wyizolowane z krwi leukocyty płodu wykorzystywane są w badaniach cytogenetycznych. Pobrany materiał może służyć również do ustalenia grupy krwi płodu, oznaczenia parametrów równowagi kwasowo – zasadowej, morfologii lub badań w kierunku infekcji.
• W niewielu przypadkach wykonywana jest również biopsja tkanek płodu. Ta metoda pobrania wykorzystywana jest w przypadku chorób, których rozpoznanie można postawić tylko na podstawie badania histopatologicznego lub biochemicznego tkanek płodu. Pod kontrolą USG pobiera się fragment wątroby, mięśni lub skóry płodu.

Alternatywą dla badań inwazyjnych są obecnie dostępne na rynku nieinwazyjne testy prenatalne (NIPT), które wykorzystują próbkę krwi matki z której izolowane jest wolne płodowe DNA. Testy te opierają się m.in. na technice sekwencjonowania nowej generacji – NGS i są w stanie określić ryzyko wystąpienia ponad 430 zespołów delecji i duplikacji, trisomii chromosomów 21, 18, 13, aneuploidii chromosomów płci oraz określić ryzyko mozaikowatości w przypadku wykrycia trisomii.

Bibiografia:

1. G. Drewa, T. Ferenc, Genetyka medyczna, Podręcznik dla studentów. Wydawnictwo: URBAN & PARTNER, Wrocław 2011.
2. L.B. Jorde i in., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2012.
3. J. Bal. Genetyka medyczna i molekularna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017
4. J. H. Bradley, D. R. Johnson, B. R. Pober Genetyka medyczna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL 2009.