Testy nositelů recesivních alel dostaly novou kvalitu
Tayova‑Sachsova choroba, těžké neurodegenerativní onemocnění, je u zástupců zmíněného etnika vyvolávána inzercí čtyř bází do exonu 11 v genu HEXA kódujícím alfa podjednotku enzymu beta‑N‑acetylhexosaminidázy A. Heterozygoti nesoucí gen HEXA s inzercí mají sníženou produkci beta‑N‑acetylhexosaminidázy A, což bylo možné už koncem šedesátých let prokázat biochemickými testy. Ty byly v sedmdesátých letech automatizovány a umožnily poměrně rozsáhlé testování rizikových skupin. S poklesem ceny polymerázové řetězové reakce (PCR) byly v devadesátých letech zavedeny i genetické testy, které odhalily nositele alely způsobující Tayovu‑Sachsovu chorobu a byly založeny na PCR.
V rozmezí let 1969 až 1998 se testům podrobilo asi 1,3 milionu lidí a mezi nimi bylo odhaleno bezmála 49 000 nositelů inzerce v genu HEXA. V komunitách ortodoxních Židů byly děti na středních školách od roku 1971 testovány na nositelství alely s inzercí. Výsledek testu se nedozvěděly. Dostaly jen šestimístné kódové číslo, pod kterým byly zaneseny do databáze. Při pozdějším výběru životních partnerů pak mohly zavolat na speciální linku, kde sdělily své kódy a dozvěděly se, zda jsou jejich genotypy „kompatibilní“. Bylo důležité, aby pozitivní výsledky testu na recesivní alelu zůstaly důvěrné, protože identifikace nositelů alely mohla vyústit v jejich společenskou ostrakizaci. Výsledky tohoto programu byly přesvědčivé. Mezi aškenazskými Židy se přestaly případy Tayovy‑Sachsovy choroby prakticky vyskytovat.
Počet známých mutací genu HEXA už dávno překročil stovku. Některé se vyskytují se zvýšenou četností v určitých etnických skupinách. Určitá delece v genu HEXA je například typická pro některé Frankokanaďany. Jiné mutace genu HEXA jsou však velmi vzácné. V těchto populacích je pak provádění preventivních testů pro odhalení nositelů mutace velmi obtížně zajistitelné.
Podobné problémy jsou i s identifikací nositelů mutací, jež jsou zodpovědné za vznik jiných velmi vzácných dědičných onemocnění. S některými se každý rok narodí na světě jen několik málo dětí. Navzdory těžkým následkům nebylo plošné testování na nositelství vloh pro tak vzácná onemocnění ekonomicky reálné. Současný pokrok genomiky však přinesl i do této neutěšené situace zásadní změnu.
Od Battenovy choroby dál
Významný lékařský časopis Science Translational Medicine přinesl publikaci týmu vedeného americkým genetikem Stephenem Kingsmorem z National Center for Genome Resources v Santa Fe, která popisuje využití nejmodernějších sekvenačních postupů pro detekci mutací zodpovědných za 448 různých recesivně děděných onemocnění. Zásadní rozdíl proti stávajícím podobným testům není zdaleka jen ve spektru prověřovaných genů, ale rovněž v odhalovaném spektru mutací.
Předchozí testy obvykle pokrývaly spektrum zhruba stovky genů a u nich identifikovaly ty mutace, u kterých byla odhalena spojitost s chorobou. Mohly podchytit celou řadu nositelů mutací, ale zdaleka ne všechny. U některých genů testy postihují jen 20 % všech mutací. Negativní výsledek testu pak v mnoha případech negarantuje, že člověk není nositelem mutace.
Vývoj nových testů byl motivován snahou detekovat mutace vyvolávající vzácnou Battenovu chorobu. U Kingsmora si jej objednala skupina soukromých biotechnologických investorů, z nichž se jeden setkal s Battenovou chorobou ve vlastní rodině. Po zvládnutí detekce mutací genů podílejících se na vzniku Battenovy choroby rozšířil Kingsmore spektrum testovaných genů tak, aby bylo možné detekovat nositele vzácných mutací dalších genů podílejících se na jiných dědičných onemocněních.
Nový typ testu vyvinutý Kingsmorem a jeho spolupracovníky vychází z velmi spolehlivě určené sekvence nenarušeného genu. Testem se pak detekují jakékoli mutace, jimiž se gen konkrétního člověka liší od předem zjištěného standardu. Hlavním problémem nového testu je odlišení neškodných variant genu od mutací, jež jsou s to vyvolat dědičnou chorobu. S tímto problémem se genetici potýkají i při tradičních analýzách cílených na jeden jediný gen. Například jedna desetina lidí testovaných na varianty genů BRCA1 a BRCA2 nese varianty, u nichž není na první pohled jasné, zda narušují funkce genů a zvyšují riziko nádorových onemocnění.
V předběžných ověřeních nového Kingsmorova testu na zhruba stovce pacientů byla u každého z vyšetřených lidí odhalena mutace na třech ze 448 prověřovaných genů. V současné době není možné u všech odhalených mutací s jistotou rozhodnout, jaké riziko představuje jejich homozygotní konstelace.
Míra nejistoty však bude postupem času stále více klesat, jak budou odhalovány nové a nové varianty genů a jak se budou hromadit informace o jejich vlivu na lidské zdraví. Genetici odhadují, že bude trvat asi deset let, než bude tato nejistota redukována na únosnou míru. Testy by měly být uvedeny v USA na trh do konce roku 2011 a jejich cena se předběžně odhaduje na 500 dolarů za kus.
V současnosti se vedou velmi intenzivní diskuse o tom, zda vůbec a jakým způsobem informovat testované osoby o detekci varianty genu s neznámým efektem na lidské zdraví.
Přednosti nového postupu se však už ukázaly. Podávají mnohem přesnější informace o jednotlivých mutacích. Genetici tak už odhalili mylné představy o podstatě některých mutací. Například vznik Leschova‑Nyhanova syndromu byl připisován masivní deleci genu HPRT na chromosomu X. Ve skutečnosti však jde u většiny pacientů o deleci o rozsahu pouhých čtyř bází.
Zdroj: Medical Tribune