Genetické testy

Pojem „genetický test“ je velice široký a mnohdy nejde jen o test DNA.

Genetické testy v rámci prenatální diagnostiky Testování ještě nenarozeného jedince zaujímá specifické místo ve schématu zdravotní péče. Úplně nejčastějším "genetickým vyšetřením" je ve skutečnosti vlastně vyšetření biochemické. V rámci tzv. biochemického screeningu, který se zpracovává z periferní krve odebrané budoucí matce, se určuje případné zvýšené riziko vybraných vrozených vad. Nejedná se ovšem o genetické vyšetření, ačkoliv matky často říkají "brali mi krev na genetiku“.

Vyšetření karyotypu plodu Dalším vyšetřením ve schématu prenatální diagnózy. Materiál se získává pomocí některé invazivní metody, ať již amniocentézy, biopsie choriových klků či kordocentézy. Nověji odběr krve matky, izolace leukocytů plodu, následné vyšetření. Vyšetření karyotypu je genetické vyšetření, přesněji vyšetření cytogenetické, vyšetřují se chromozomy, ovšem nejedná se o test DNA.

Amnio-PCR Novinkou ve vyšetření karyotypu. Odnož metody QF-PCR. Molekulárně genetické vyšetření, kde opravdu testujeme DNA. Vyšetřují se specifické markery na několika chromosomech jejichž aneuploidie se v patogenezi chromozomálních aberací uplatňují nejčastěji – tedy 13, 18, 21, X a Y. Hodnotí se počet, resp. poměr těchto markerů v získaném vzorku. Lze tak odhalit změny v počtu těchto chromozomů, například trizomii apod. Výhodou je rychlost oproti klasickému vyšetření karyotypu, ovšem pro svou omezenou vypovídací hodnotu při identifikaci jiných typů abnormalit je nutné toto vyšetření vždy doplnit i klasickým cytogenetickým vyšetřením.

Testy DNA se v prenatální diagnostice provádějí méně často, ale jsou běžné. Indikací je prokázané nosičství mutace příslušného genu u některého z rodičů dítěte. Materiál se získává invazivně. Následuje standardní test DNA, potvrzení či vyvrácení přítomnosti hledané mutace v DNA plodu, resp. zda jde o heterozygotní či homozygotní kombinaci apod.

Postnatální genetické testy Po narození člověka je genetické testování o poznání snadnější. Především odpadá potřeba složitých invazivních metod pro získání vzorku. Většinou si vystačíme s pouhým odběrem periferní krve, čímž získáme vhodný materiál jak pro molekulárně genetické, tak pro cytogenetické vyšetření. Dnes se stále častěji používá i stěru z bukální sliznice, který je zcela neinvazivní a je snadno proveditelný i neodborníkem. Testuje se z důvodů medicínských forenzních osobních, rekreačních

Vyšetření karyotypu Karyotyp je ověřován například z důvodu podezření na některý ze syndromů, při podezření na nosičství balancované translokace, při poruchách sexuálního vývoje, neplodnosti nebo po několika spontánních potratech. Vyšetřujeme oba partnery. K vyšetření jsou nejčastěji využity bílé krvinky, které se ve speciálním médiu pomnoží, jejich dělení je poté přerušeno. Po nabarvení je karyotyp mikroskopicky vyšetřen a vyhodnocen.

Molekulární cytogenetika Zavedení molekulárně-genetických metod do cytogenetiky. Detekce mikrodelecí a jiných chromosomálních mutací malého rozsahu, které byly předtím jen obtížně detekovatelné. FISH (fluorescentní in situ hybridizace) Hybridizace fluorescentně značené sondy s cílovým místem na příslušném chromosomu. Sonda ve fluorescenčním mikroskopu barevně září. Navržena může být tak, že pokrývá specifický úsek či sekvenci, nebo i celý chromosom (využitelné pro detekci komplexních přestaveb karyotypu v cytogenetice nádorových buněk).

Vyhledávání genových mutací Bylo identifikováno obrovské množství monogenně dědičných chorob. Aktualizovaný seznam genů a monogenních chorob je v databázi OMIM. V klinické praxi se však na přítomné mutace rutinně vyšetřuje pouze malá část z těchto genů. Rovněž spektrum vyšetřovaných mutací je zpravidla menší, než počet všech známých mutací v konkrétním genu. To způsobeno zvl. známým fenoménem, že výzkum jde rychle vpřed, ale aplikace do klinické praxe je velmi zpomalená, hlavně z příčin ekonomických.

Vyhledávání genových mutací Řada genů, mutací a polymorfismů objevených v experimentu má navíc stále klinicky ne zcela jasný význam a jejich testování není zatím přínosné. Pro klinickou genetickou praxi většinou stačí vyšetření základních mutací u nejčastějších geneticky podmíněných chorob. Pro ověřování vzácnějších mutací je třeba vyhledat takovou laboratoř, která patřičné vyšetření nabízí. Často je nutné kontaktovat zahraniční laboratoře. Databáze laboratoří na www.geneclinics.org.

Postup Izolace DNA ze vzorku. Většinou amplifikace v PCR. Identifikaci mutace metodou přímé či nepřímé DNA diagnostiky. Alelově specifická PCR, RFLP, DGGE, TGGE, SSCP, přímá sekvenace konkrétního genu aj. Genetické testování musí být vázáno na kvalitní genetické poradenství. Testovaný jedinec musí být poučen o přínosu testu, jeho výpovědní hodnotě a o možnostech dalšího postupu v případě pozitivního výsledku testu.

Každý člověk by měl mít právo se svobodně rozhodnout, zda si takovýto test přeje, či nikoliv. Ne každý si přeje vědět, že má vysoké riziko vzniku určitého typu rakoviny. V případě nemocí, u kterých nehrozí riziko z prodlení, by se měly testovat až osoby od 18, případně alespoň od 15 let věku, kdy už jsou tyto osoby schopné pochopit důsledky takovéhoto testu. Naopak u takových chorob, kde je možné časnou diagnostikou zamezit dalšímu poškození jedince, jsou tyto testy plně opodstatněné i u malých dětí. Jedná se především o různé poruchy metabolismu. Pokud testujeme pacienta na určitou mutaci, pozitivní výsledek testu znamená, že testovaný tuto mutaci má.

Testování genotoxicity

Pro ověřování genotoxických (mutagenních) účinků různých vnějších faktorů existuje skupina specializovaných testů. Ověřuje se jak mutagenní potenciál samotných látek, např. chemikálií in vitro, tak i současný stav jedince po expozici mutagenům, testy in vivo.

Amesův test Klasický test pro stanovení mutagenního potenciálu různých chemikálií.

Amesův test Speciální kmen bakterie Salmonella typhimurium, který má mutovaný gen, jež bakterii umožňuje syntetizovat aminokyselinu histidin. Bakterie roste na živné půdě, která jej neobsahuje, nemá bakterie k této aminokyselině přístup a nepřežívá. Test probíhá tak, že tento kmen bakterie je vystaven působení zkoumané látky. Poté je sledován růst těchto kolonií na živné půdě bez histidinu. Procento přežívajících kolonií ukazuje na mutagenní potenciál zkoumané látky. Nastane totiž „mutace mutace“, tj. zpětná mutace, dojde k opravě původně defektního genu, čímž bakterie získá opět schopnost syntetizovat histidin a přežít.

Test ZCHA (ZCA), Získaných Chromozomálních Aberací Umožňuje hodnotit vliv mutagenů na struktury in vivo. Kultivace lymfocytů, hodnotíme procento aberantních buněk, tj. buněk s chromosomální aberací. Metoda informuje o expozici vyšetřovaného jedince mutagenům v průběhu několika posledních měsíců. Hodnoty do 3% jsou normální, mezi 3% a 5% hraniční, nad 5% vysoké. Toto vyšetření se může provádět například i v rámci preventivních prohlídek zaměstnanců pracujících v prostředí s vyšším rizikem genotoxicity.

Comet assay (kometový test) Elektroforéza celých buněk, přičemž malé fragmenty jaderné DNA, které vznikly působením mutegenních faktorů, mají tendenci vycestovat z jader, což po vizualizaci dává výsledek obrazu komety.

Sister chromatid exchange, výměna sesterských chromatid Pozorování výměn genetického materiálu mezi sesterskými chromatidami, umožněno různým barvením, které je úměrné expozici genotoxické látky. Micronucleus test, mikrojádrový test Pozorování fragmentovaného jaderného materiálu, tzv. mikrojader, které vznikly působením genotoxických faktorů.

Testy ve forenzní genetice Testy DNA v kriminalistice a soudním lékařství. Genetické metody dnes nabízejí dříve netušené možnosti v oblasti identifikace osob, ale ne tak, jako v televizních seriálech. Kontaminace materiálu, jeho nedostatek, nevhodnost pro genetickou analýzu mohou způsobit, že i ty nejlepší metody selžou. Namnožení genetického materiálu pro analýzu metodou PCR.

V rámci identifikace osob a určování příbuzenského poměru se využívá tzv. STR Short Tandem Repeats, mikrosatelity. Přesnost je velmi vysoká. Soudy běžně uznávaný důkaz.

Základní dva úkoly forenzní genetiky jsou identifikace pachatele a identifikace oběti. Pro identifikaci pachatele lze použít veškerý genetický materiál, krev, vlasy, sperma…, zanechaný na místě činu, na těle oběti apod. Genetický profil takto získaného vzorku se porovná s materiálem získaným od podezřelého, či z DNA registru pachatelů.

Pokud není možná identifikace těla oběti standardními metodami, tj Pokud není možná identifikace těla oběti standardními metodami, tj. vizuální identifikace, otisky prstů, zubní karta aj., je možné použít test DNA. K porovnání je třeba nalézt vzorek DNA prokazatelně patřící oběti, nejčastěji zanechaný na osobních předmětech, hřeben, oděv, hygienické potřeby…. Pokud takový vzorek nelze zajistit, je možné porovnat vzorek DNA oběti se vzorkem od některého z příbuzných.

I v klinické genetické praxi je občas nutné v rámci komplexního vyšetřování širší rodiny, např. a zejména u rodinného výskytu nádorového onemocnění s možnou dědičnou příčinou, požádat o vzorek tkáně zemřelého. Pokud nebyla provedena pitva či nebyly uschovány vzorky tkáně (tkáňové bločky pro histologické vyšetření), potom nezbývá než se bez vzorku tohoto jedince obejít.

Testy otcovství V potřebném případě, třeba při identifikaci biologické matky adoptovaného dítěte, lze tento typ testů provést i jako „test mateřství“, někdy i „test záměny rodičů“. PCR amplifikace STR repetic.

Jedinou skutečnou vadou je, že dokáže odhalit pravdu. Testy otcovství jsou dnes běžně nabízeny řadou soukromých firem specializovaných na genetické testování. Test stojí několik tisíc korun a provádí se i anonymně. Testovací sadu (obsahující nejčastěji pomůcky k provedení bukálního stěru pro dvě osoby – dítě a testovaného rodiče) je možné objednat si přes internet a materiál k vyšetření je možné zaslat poštou. To sice zvyšuje komfort zákazníka, při špatném zacházení ale může dojít ke kontaminaci vzorku. Etická otázka je problematická. Testy otcovství mají řadu odpůrců, kteří tvrdí, že podobné testy vedou často k rozvratu jinak spokojených rodin. Jedinou skutečnou vadou je, že dokáže odhalit pravdu.

Výsledek genetického profilování od 6 různých osob používaný v testech paternity nebo forenzní genetice.

Genografické testy Tyto testy, které lze objednat u soukromých firem, mají přiblížit území, ze kterého nejpravděpodobněji pocházel váš předek a další doplňující informace. Praktické využití této informace není velké. V budoucnosti možná i tyto informace budou přínosem pro personalizovanou medicínu. Význam pro zájemce, genealogy, antropology, i jen amatérské. Pro tyto testy je zapotřebí izolovat z DNA takové sekvence, které se za mnoho století relativně nezměnily, a jejichž přenos z rodičů na děti po mnoho generací dnes funguje jako pojítko s minulostí.

U mužské linie se používá několik vybraných haplotypů z chromosomu Y U mužské linie se používá několik vybraných haplotypů z chromosomu Y. Tento chromosom se dědí výhradně z otce na syna a tyto sekvence zůstávají v průběhu generací (téměř) neměnné. U žen je možné stopovat mtDNA, která se dědí pouze po matce.

Předpokládané směry migrace člověka zjištěné na základě genografických studií

Prediktivně-genetické testy Odhad rizik určitých chorob na základě vyšetření DNA. V budoucnosti se dá očekávat, že na základě komplexního genetického vyšetření bude možné předpovědět riziko vzniku určitých multifaktoriálně dědičných chorob, např. kardiovaskulárního systému. Již dnes je možné si podobné testy u některých firem objednat. Řada vědců a odborných společností ovšem upozorňuje, že problematika komplexních chorob je stále nedořešená. Výpovědní hodnota takovýchto testů je tedy nejistá a odborníci před nimi prozatím varují.

Mikrobiologické testy Diagnostika různých patogenních mikroorganismů pomocí molekulárně-genetických metod, nejčastěji PCR, výrazně urychlila diagnostiku některých chorob, respektive přítomných patogenů. Při klasické kultivaci bakterií na agaru lze rovnou zjistit citlivost patogenu na antibiotika, což metoda PCR nedokáže.