Собирается ли новая методика произвести революцию в генетическом тестировании на болезнь Хантингтона?

Генетическое тестирование предлагает людям из группы риска возможность точно узнать, являются ли они носителями гена, вызывающего болезнь Хантингтона. Для незначительного меньшинства людей основной тест должен быть дополнен более детальным анализом, прежде чем можно будет получить результат. Теперь новая методика может обеспечить более быстрые результаты для этих людей. Новый метод — это небольшое, но важное улучшение, которое не меняет никаких существующих результатов тестов.

Ген болезни Хантингтона, двадцать лет спустя

2013 год — двадцатая годовщина идентификации гена, вызывающего болезнь Хантингтона. Это открытие в 1993 году проложило путь к нашим нынешним — и постоянно растущим — знаниям о вредном воздействии гена на мозг и о том, как мы можем воздействовать на них в терапевтических целях.

Это также означало, что люди могут пройти генетическое тестирование, чтобы узнать, являются ли они носителями гена, вызывающего заболевание.

Что же такое ген, вызывающий заболевание? Каждый из нас является носителем гена хантингтина — фактически, у нас есть две его копии: одна от мамы, а другая от папы. Ген хантингтина имеет участок, который естественным образом варьируется от человека к человеку — область, состоящая из повторяющихся триплетов «CAG». (C, A, G и T — это буквы, используемые для обозначения четырех химических строительных блоков, соединенных вместе для образования ДНК, из которой состоят гены).

У большинства людей около 15-25 повторов CAG в каждой копии гена. Однако, если у человека есть ген хантингтина с более чем 39 повторами, у него в какой-то момент жизни разовьется болезнь Хантингтона. Это связано с тем, что большие повторы CAG сообщают нашим клеткам о необходимости создать версию белка хантингтина, которая является вредной. Можно точно узнать, сколько повторов есть у человека в каждом из его генов хантингтина — и это является основой для генетического тестирования.

Когда человек без симптомов болезни Хантингтона проходит генетический тест, чтобы узнать, разовьется ли у него БГ в будущем, это называется предиктивным тестированием. Когда человек с симптомами, указывающими на БГ, проходит генетический тест, это называется диагностическим тестированием. Но сам тест один и тот же — подсчет повторов CAG.

Новый, улучшенный генетический тест?

В нескольких недавних новостных сообщениях сообщалось о разработке нового генетического теста для определения количества повторов CAG в генах хантингтина человека, который отличается повышенной точностью и сокращенным временем выполнения. Научная работа, лежащая в основе этих сообщений, была проведена доктором Элейн Лайон из Университета Юты и опубликована в Journal of Molecular Diagnostics. Итак, что это значит для людей, которые уже прошли тестирование? И для тех, кто рассматривает возможность тестирования?

Мы перейдем к новой методике тестирования через минуту. Сначала давайте посмотрим, как работает используемый в настоящее время тест и насколько он точен. Как лаборатории определяют количество повторов в генах человека?

Как работает тест сейчас

ДНК, необходимая для теста, берется из образца крови пациента. После очистки ДНК используется метод, называемый полимеразной цепной реакцией, или ПЦР, для определения двух генов хантингтина и создания миллионов точных копий для дальнейшего анализа. Затем эти маленькие кусочки ДНК сортируются по размеру, чтобы определить количество повторов CAG в каждом гене: чем больше повторов в гене, тем больше будет «продукт ПЦР».

Для подавляющего большинства образцов пациентов тест заканчивается на этом этапе, потому что этот метод очень надежен и точен.

Несколько проблемных случаев

Однако есть несколько человек, чьи гены не взаимодействуют со стандартным методом ПЦР, используемым для генетического тестирования. Например, если один из повторов CAG очень большой (более 150 повторов), он может быть слишком большим для обнаружения стандартным методом ПЦР, поэтому может показаться, что есть только один ген нормального размера. Точно такая же картина возникает, когда обе копии гена БГ человека имеют одинаковое количество повторов, скажем, 15 в одной копии и 15 в другой.

Эта ситуация, хотя и редкая, сбивает с толку, потому что это означает, что ПЦР-тест иногда не может сказать нам, есть ли у человека два нормальных повтора одинаковой длины или один нормальный и один очень большой повтор — явно важное различие.

То же самое может произойти, если человек является носителем небольшой, редкой вариации или «орфографической ошибки» в последовательности, где процесс ПЦР «нацеливается». В случаях, когда небольшая орфографическая ошибка препятствует работе процесса ПЦР, одна копия гена остается необнаруженной, и опять же, в конечном итоге выглядит так, как будто пациент является носителем двух идентичных копий с одинаковой длиной повторов CAG.

Генетики хитры!

Чтобы кто-то унаследовал две копии гена хантингтина с одинаковой длиной повторов, это редкость, и поскольку сотрудники лаборатории, проводящие тест, знают о его технических ограничениях, эта ситуация вызывает тревогу. К счастью, поскольку генетики — хитрые люди, у нас уже есть хороший способ обойти это. Образцы с таким типом результата анализируются далее, чтобы быть абсолютно уверенными в результате.

Текущий протокол для перепроверки подозрительного образца — это дополнительный тест на основе ПЦР, включающий область рядом с повторами CAG. Если этот шаг различает два гена, то дальнейшее тестирование не требуется. Однако, если образец по-прежнему имеет две идентичные копии, используется процедура, называемая Саузерн-блоттинг, чтобы убедиться, что расширенная область CAG не была пропущена. Недостатком является то, что Саузерн-блоттинг относительно дорог, требует большого образца крови и имеет длительное время выполнения.

Представляем новую методику

Этот второй этап анализа — это то, где вступает в действие новый тест.

В недавно разработанном тесте巧妙地利用了PCR进行双重检查。巧妙之处在于，这种方法不仅针对CAG扩展周围的区域，还针对CAG本身。结果是，不是一个DNA片段被多次复制，而是产生许多不同大小的副本。

При разделении по размеру они образуют «заикающуюся» картину вместо одного точного продукта полной длины. Но самые большие длины CAG, наблюдаемые в этой картине, отражают истинную длину гена человека.

Это полезно в тех случаях, когда расширение очень велико, потому что этот метод не дает сбоев при больших повторах CAG, как это может произойти со стандартным методом ПЦР. Если появляется заикающаяся картина, это означает, что есть расширенный ген. Если нет, то у человека действительно есть две копии с одинаковым количеством CAG.

Итак, давайте ответим на некоторые из этих вопросов

Итак, имеет ли новый тест повышенную точность и время выполнения? И да, и нет! Он, безусловно, превосходит Саузерн-блоттинг для небольшой доли образцов, требующих дополнительного анализа. Но подавляющее большинство людей по-прежнему можно легко и точно диагностировать с помощью стандартных методов.

Нужно ли людям, которые были протестированы в прошлом, проходить повторное тестирование? Конечно, нет. Существующие результаты по-прежнему точны. Даже люди, которым ранее требовался двухэтапный тест для получения результата, включая второй этап ПЦР или тест Саузерн-блоттинг, могут полагаться на результат этого процесса.

Будет ли новый метод внедрен в генетическое тестирование в будущем? Вероятно, но спешить некуда, и он может быть принят не везде. Вероятно, он будет принят некоторыми диагностическими лабораториями, и на самом деле некоторые уже используют аналогичные хитрые приемы ПЦР.

Правда в том, что этот новый тест — всего лишь небольшой постепенный шаг в истории генетического тестирования. На самом деле у него есть свои ограничения — для генов, несущих повторы размером более 150 CAG, по-прежнему будет необходим метод Саузерн-блоттинга.

И хотя он предназначен для нацеливания на область без известной изменчивости (чтобы избежать упущения гена с редкой орфографической ошибкой), это не означает, что новые орфографические ошибки не появятся у нескольких людей, что может запутать новую методику.

Итак, что бы вы ни читали, генетическое тестирование на болезнь Хантингтона не было революционизировано новым тестом. Однако теперь у нас есть полезное новое оружие в арсенале, которое поможет каждому, кто захочет, получить быстрый и надежный результат.

HDBuzz благодарит доктора Мэри Суини из Лаборатории нейрогенетики Национальной больницы неврологии и нейрохирургии, Лондон, Великобритания, за ее вклад в подготовку этой статьи.

Подробнее

• Статья Джамы и коллег в Journal of Molecular Diagnostics (для ознакомления с полной версией статьи требуется оплата или подписка)