Sequenziamento di nuova generazione (NGS)

Il sequenziamento di nuova generazione (NGS) è un modo per scoprire l'ordine delle lettere nel DNA o RNA, il materiale genetico all'interno delle nostre cellule. DNA e RNA sono composti da quattro lettere diverse: A, C, G e T per DNA e A, C, G e U per RNA. L’ordine di queste lettere determina quali caratteristiche possiede una persona, come il colore degli occhi, il gruppo sanguigno o il rischio di malattie.

NGS funziona suddividendo il DNA o l'RNA in tanti piccoli pezzi e leggendo le lettere su ciascun pezzo. Quindi, utilizza un computer per rimettere insieme i pezzi e confrontarli con una sequenza di riferimento. In questo modo, può scoprire cosa c'è di diverso nel DNA o nell'RNA di un particolare campione.

L'NGS viene utilizzato in patologia per aiutare a diagnosticare e trattare malattie causate da cambiamenti nel DNA o nell'RNA. Ad esempio, alcuni tumori sono causati da mutazioni (piccoli cambiamenti) o riarrangiamenti (grandi cambiamenti) nel DNA di alcuni geni che fanno crescere le cellule senza controllo. Dopo aver esaminato un campione di tessuto al microscopio, un patologo può eseguire la NGS per restringere o confermare la diagnosi. NGS è spesso combinato con altri tipi di test come immunoistochimica (IHC), ibridazione in situ fluorescente (FISH), o citometria a flusso.

L'NGS può essere utilizzato anche per selezionare farmaci in grado di colpire i cambiamenti identificati nel tumore. Questa viene spesso descritta come medicina di precisione perché aiuta a fornire il trattamento giusto al paziente giusto al momento giusto. L’NGS può anche aiutare a scoprire come una persona risponde ai farmaci in base al suo DNA o RNA. Ad esempio, alcune persone hanno variazioni nel loro DNA che le fanno metabolizzare i farmaci più velocemente o più lentamente di altre. Ciò può influenzare l’efficacia dei farmaci o la probabilità che causino effetti collaterali. L’NGS può aiutare a identificare queste variazioni e ad aggiustare di conseguenza la dose o il tipo di farmaco. Questa si chiama farmacogenetica o farmacogenomica perché aiuta a personalizzare la terapia farmacologica in base al corredo genetico della persona.

Quali sono alcuni dei cambiamenti genetici più comuni testati dal sequenziamento di prossima generazione?

NGS può essere utilizzato per cercare migliaia di cambiamenti genetici. Tuttavia, al momento, solo un piccolo numero di geni viene comunemente valutato.

I cambiamenti genetici comunemente valutati da NGS includono:

• EGFR, KRAS, BRAF e PIK3CA: questi sono geni coinvolti nella crescita e nella divisione cellulare e possono essere mutati o modificati in alcuni tumori. Il test per questi geni può aiutare a diagnosticare il tipo e lo stadio del cancro, oltre a guidare la scelta del trattamento. Ad esempio, alcuni farmaci possono colpire i tumori che presentano mutazioni in EGFR o BRAF1.
• NTRK, ROS1 e ALK: questi sono geni che codificano per proteine ​​chiamate recettori tirosina chinasi, che sono anche coinvolti nella crescita e nella divisione cellulare. Alcuni tumori presentano riarrangiamenti o fusioni di questi geni con altri geni, che possono far crescere le cellule senza controllo. L’analisi di questi geni può aiutare a identificare i tumori che possono essere trattati con farmaci che bloccano l’attività di questi recettori.
• CFTR, PAH, GALT e HBB: sono geni associati a disturbi ereditari che colpiscono diversi organi o sistemi del corpo. I test per questi geni possono aiutare a diagnosticare o individuare questi disturbi, oltre a fornire informazioni sul rischio di trasmetterli ai bambini. Ad esempio, il CFTR è il gene che causa la fibrosi cistica, una malattia che colpisce i polmoni e l’apparato digerente; La PAH è il gene che causa la fenilchetonuria, una malattia che colpisce il metabolismo di un amminoacido chiamato fenilalanina; GALT è il gene che causa la galattosemia, una malattia che colpisce il metabolismo di uno zucchero chiamato galattosio; e l'HBB è il gene che causa l'anemia falciforme, una malattia che colpisce la forma e la funzione dei globuli rossi.
• BRCA1 e BRCA2: questi sono i geni coinvolti nella riparazione del DNA e nella protezione dai danni. Mutazioni o cambiamenti in questi geni possono aumentare il rischio di sviluppare cancro al seno, alle ovaie, alla prostata o al pancreas. I test per questi geni possono aiutare a identificare le persone che hanno una maggiore probabilità di sviluppare questi tumori, oltre a fornire opzioni per la prevenzione o la diagnosi precoce.
• EWSR1, FUS e SS18: questi sono geni che codificano per proteine ​​chiamate fattori di trascrizione, che sono coinvolte nella regolazione dell'espressione genica. Alcuni sarcomi avere fusioni o riarrangiamenti di questi geni con altri geni, che possono influenzare la differenziazione e lo sviluppo delle cellule. L’analisi di questi geni può aiutare a classificare il tipo e il sottotipo del sarcoma.
• PDGFRA, PDGFRB e KIT: si tratta di geni che codificano per proteine ​​chiamate recettori del fattore di crescita derivato dalle piastrine, che sono anche coinvolte nella crescita e nella divisione cellulare. Alcuni sarcomi presentano mutazioni o amplificazioni di questi geni, che possono rendere le cellule più reattive ai segnali di crescita. L’analisi di questi geni può aiutare a identificare i sarcomi che possono essere trattati con farmaci che inibiscono questi recettori.