Новый подход к генетическому тестированию, разработанный международной командой ученых, позволяет намного быстрее, дешевле и точнее диагностировать десятки неврологических и нервно-мышечных заболеваний. Анализ ДНК пациентов проводится всего один раз в течение нескольких дней вместо мучительных лет поиска проблемного участка ДНК с использованием существующих методов.
Заболевания, диагностируемые новым тестом, относятся к классу более чем из 50 болезней, вызываемых нарушениями экспансии коротких тандемных повторов (STR). STR представляют собой короткие участки ДНК (обычно две-шесть пар оснований), последовательно повторяющиеся в каком-то участке генома. В норме в ДНК человека STR встречаются в тысячах мест (обычно по 5-50 повторов), что используется при анализе родства и в судебно-медицинской экспертизе.
Ученые уже показали, что экспансии STR (увеличение количества копий) более чем в 40 генах вызывают наследственные труднодиагностируемые заболевания, часто сопровождающиеся патологическими изменениями нервной и мышечной систем. Каждое из этих заболеваний затрагивает от одного до 10 человек из 100 тысяч, и список болезней, связанных с экспансией STR, продолжает увеличиваться.
«Эти заболевания часто трудно диагностировать из-за сложных симптомов, с которыми сталкиваются пациенты, сложного характера этих повторяющихся последовательностей и ограничений существующих методов генетического тестирования», — рассказал доктор Айра Девесон (Ira Deveson), руководитель отдела геномных технологий в Институте медицинских исследований Гарвана (Австралия) и старший автор исследования.
Авторы работы, опубликованной в журнале Science Advances, наглядно показывают, что их тест достаточно точен для определения более чем 50 неврологических и нервно-мышечных заболеваний. Эффективность продемонстрировали на 37 пациентах с уже известным диагнозом, подтвержденным с помощью нового метода. Команда ожидает, что их новая технология станет доступна для мировой диагностической практики в течение следующих двух-пяти лет.
Существующие сегодня генетические тесты не предполагают автоматической одновременной проверки нескольких участков ДНК, где могут находиться STR. Поэтому лечащий врач, основываясь на симптомах пациента и семейном анамнезе, должен решить, какой участок генома следует проверять. Однако такое тестирование почти вслепую может продолжаться очень долго.
«Когда у пациентов проявляются симптомы, может быть трудно сказать, какие из известных генетических экспансий STR у них могут быть. Это тестирование может продолжаться годами, не обнаруживая генов, связанных с заболеванием. Мы называем это «диагностической одиссеей», и это может быть большим стрессом для пациентов и их семей», — поясняет доктор Кишор Кумар (Kishore Kumar), соавтор исследования и клинический невролог в больнице Конкорд (Австралия).
Хотя нарушения экспансии STR невозможно вылечить, более быстрая диагностика может помочь врачам намного раньше выявлять и начинать лечить осложнения, сопровождающие заболевания. Например, проблемы с сердечно-сосудистой системой при атаксии Фридрейха, связанной с дегенеративным повреждением нервной системы.
«Новый тест совершит революцию в диагностике этих заболеваний. Теперь мы можем тестировать все расстройства одновременно с помощью одного теста ДНК и ставить четкий генетический диагноз, помогая пациентам избежать многолетних ненужных биопсий мышц или нервов либо рискованных методов лечения, которые подавляют их иммунную систему», — говорит доктор Кумар.
Имея всего один образец ДНК, получаемый из крови пациента, тест действует посредством технологии секвенирования Nanopore для сканирования генома на наличие STR. Устройство, использующее технологию Nanopore, получается компактнее и дешевле, чем стандартные тесты, что, как надеется команда, облегчит его внедрение.
«Благодаря Nanopore размер устройства для секвенирования генов уменьшился с размера холодильника до размера степлера и стоит около 1000 долларов по сравнению с сотнями тысяч, необходимых для традиционных технологий секвенирования ДНК», — подытожил доктор Девесон.
