Järgmise põlvkonna järjestus (NGS)

Järgmise põlvkonna sekveneerimine (NGS) on viis tähtede järjekorra väljaselgitamiseks DNA-s või RNA-s, meie rakkudes olevas geneetilises materjalis. DNA ja RNA koosnevad neljast erinevast tähest: DNA jaoks A, C, G ja T ning RNA jaoks A, C, G ja U. Nende tähtede järjekord määrab, millised tunnused inimesel on, näiteks silmade värv, veregrupp või haigusrisk.

NGS toimib, purustades DNA või RNA paljudeks väikesteks tükkideks ja lugedes igal tükil olevaid tähti. Seejärel paneb see arvuti abil osad uuesti kokku ja võrdleb neid võrdlusjärjestusega. Nii saab ta teada, mis erineb konkreetse proovi DNA või RNA kohta.

NGS-i kasutatakse patoloogias, et aidata diagnoosida ja ravida haigusi, mis on põhjustatud muutustest DNA-s või RNA-s. Näiteks mõned vähivormid on põhjustatud teatud geenide DNA mutatsioonidest (väikesed muutused) või ümberkorraldustest (suured muutused), mis panevad rakud kontrolli alt välja kasvama. Pärast koeproovi uurimist mikroskoobi all võib patoloog diagnoosi kitsendamiseks või kinnitamiseks teha NGS-i. NGS-i kombineeritakse sageli teist tüüpi testidega, näiteks immunohistokeemia (IHC), fluorestsents in situ hübridisatsioon (FISH)või voolutsütomeetria.

NGS-i saab kasutada ka selliste ravimite valimiseks, mis võivad olla suunatud kasvajas tuvastatud muutustele. Seda nimetatakse sageli täppismeditsiiniks, kuna see aitab pakkuda õigele patsiendile õigel ajal õiget ravi. NGS võib aidata ka välja selgitada, kuidas inimene oma DNA või RNA põhjal ravimitele reageerib. Näiteks on mõnel inimesel DNA-s variatsioone, mis panevad nad ravimeid kiiremini või aeglasemalt metaboliseeruma kui teised. See võib mõjutada ravimite toimet või nende kõrvaltoimete tõenäosust. NGS võib aidata neid variatsioone tuvastada ja vastavalt kohandada annust või ravimi tüüpi. Seda nimetatakse farmakogeneetikaks või farmakogenoomikaks, kuna see aitab isikupärastada ravimiteraapiat vastavalt inimese geneetilisele koostisele.

Millised on kõige levinumad geneetilised muutused, mida järgmise põlvkonna sekveneerimisega testitakse?

NGS-i abil saab otsida tuhandeid geneetilisi muutusi. Kuid praegu hinnatakse tavaliselt vaid väikest hulka geene.

NGS-i poolt tavaliselt hinnatud geneetilised muutused hõlmavad järgmist:

• EGFR, KRAS, BRAF ja PIK3CA: need on geenid, mis osalevad rakkude kasvus ja jagunemises ning neid saab mõne vähi korral muteerida või muuta. Nende geenide testimine võib aidata diagnoosida vähi tüüpi ja staadiumi ning suunata ravi valikut. Näiteks võivad mõned ravimid olla suunatud vähile, millel on EGFR-is või BRAF1-s mutatsioonid.
• NTRK, ROS1 ja ALK: need on geenid, mis kodeerivad valke, mida nimetatakse türosiinkinaasi retseptoriteks ja mis on samuti seotud rakkude kasvu ja jagunemisega. Mõnel vähil on nende geenide ümberkorraldamine või sulandumine teiste geenidega, mis võib viia rakkude kontrolli alt väljumiseni. Nende geenide testimine võib aidata tuvastada vähktõbe, mida saab ravida ravimitega, mis blokeerivad nende retseptorite aktiivsust.
• CFTR, PAH, GALT ja HBB: need on geenid, mis on seotud pärilike häiretega, mis mõjutavad keha erinevaid organeid või süsteeme. Nende geenide testimine võib aidata diagnoosida või sõeluda neid häireid ning anda teavet nende lastele edasikandumise ohu kohta. Näiteks CFTR on geen, mis põhjustab tsüstilise fibroosi – haigust, mis mõjutab kopse ja seedesüsteemi; PAH on geen, mis põhjustab fenüülketonuuriat – haigust, mis mõjutab fenüülalaniiniks nimetatava aminohappe metabolismi; GALT on geen, mis põhjustab galaktoseemiat, haigust, mis mõjutab galaktoosiks nimetatava suhkru metabolismi; ja HBB on geen, mis põhjustab sirprakulise aneemia – haigust, mis mõjutab punaste vereliblede kuju ja funktsiooni.
• BRCA1 ja BRCA2: need on geenid, mis osalevad DNA parandamises ja kahjustuste eest kaitsmises. Nende geenide mutatsioonid või muutused võivad suurendada rinna-, munasarja-, eesnäärme- või kõhunäärmevähi tekkeriski. Nende geenide testimine võib aidata tuvastada inimesi, kellel on suurem võimalus nendesse vähkkasvajatesse haigestuda, ning pakkuda võimalusi ennetamiseks või varajaseks avastamiseks.
• EWSR1, FUS ja SS18: need on geenid, mis kodeerivad valke, mida nimetatakse transkriptsioonifaktoriteks ja mis on seotud geeniekspressiooni reguleerimisega. Mõned sarkoomid neil on nende geenide liitmised või ümberkorraldused teiste geenidega, mis võivad mõjutada rakkude diferentseerumist ja arengut. Nende geenide testimine võib aidata klassifitseerida sarkoomi tüüpi ja alatüüpe.
• PDGFRA, PDGFRB ja KIT: need on geenid, mis kodeerivad valke, mida nimetatakse trombotsüütidest pärinevateks kasvufaktori retseptoriteks ja mis on samuti seotud rakkude kasvu ja jagunemisega. Mõned sarkoomid neil on nende geenide mutatsioonid või amplifikatsioonid, mis võivad muuta rakud kasvusignaalidele paremini reageerima. Nende geenide testimine võib aidata tuvastada sarkoome, mida saab ravida neid retseptoreid inhibeerivate ravimitega.