Wat is sequencing van de volgende generatie?

Next-generation sequencing (NGS) is een manier om de volgorde van de letters in DNA of RNA, het genetische materiaal in onze cellen, te achterhalen. DNA en RNA bestaan ​​uit vier verschillende letters: A, C, G en T voor DNA, en A, C, G en U voor RNA. De volgorde van deze letters bepaalt welke eigenschappen een persoon heeft, zoals oogkleur, bloedgroep of ziekterisico.

NGS werkt door het DNA of RNA in veel kleine stukjes op te breken en de letters op elk stukje te lezen. Vervolgens gebruikt het een computer om de stukken weer in elkaar te zetten en te vergelijken met een referentiereeks. Zo kan hij achterhalen wat er anders is aan het DNA of RNA van een bepaald monster.

NGS wordt in de pathologie gebruikt om ziekten te helpen diagnosticeren en behandelen die worden veroorzaakt door veranderingen in het DNA of RNA. Sommige vormen van kanker worden bijvoorbeeld veroorzaakt door mutaties (kleine veranderingen) of herschikkingen (grote veranderingen) in het DNA van bepaalde genen, waardoor de cellen ongecontroleerd groeien. Na onderzoek van een weefselmonster onder de microscoop kan een patholoog NGS uitvoeren om de diagnose te beperken of te bevestigen. NGS wordt vaak gecombineerd met andere soorten tests, zoals immunohistochemie (IHC), fluorescentie in situ hybridisatie (FISH)of flowcytometrie.

NGS kan ook worden gebruikt om medicijnen te selecteren die zich kunnen richten op de geïdentificeerde veranderingen in de tumor. Dit wordt vaak omschreven als precisiegeneeskunde omdat het helpt de juiste behandeling op het juiste moment aan de juiste patiënt te geven. NGS kan ook helpen erachter te komen hoe iemand op medicijnen reageert op basis van zijn DNA of RNA. Sommige mensen hebben bijvoorbeeld variaties in hun DNA waardoor ze medicijnen sneller of langzamer metaboliseren dan anderen. Dit kan van invloed zijn op hoe goed de medicijnen werken of hoe waarschijnlijk het is dat ze bijwerkingen veroorzaken. NGS kan helpen deze variaties te identificeren en de dosis of het type medicijn dienovereenkomstig aan te passen. Dit wordt farmacogenetica of farmacogenomica genoemd omdat het helpt de medicamenteuze behandeling te personaliseren op basis van de genetische samenstelling van de persoon.

Wat zijn enkele van de meest voorkomende genetische veranderingen waarop wordt getest door sequencing van de volgende generatie?

NGS kan worden gebruikt om duizenden genetische veranderingen op te sporen. Momenteel wordt echter slechts een klein aantal genen algemeen beoordeeld.

Genetische veranderingen die gewoonlijk door NGS worden beoordeeld, zijn onder meer:

• EGFR, KRAS, BRAF en PIK3CA: dit zijn genen die betrokken zijn bij de celgroei en -deling, en bij sommige vormen van kanker kunnen ze worden gemuteerd of veranderd. Testen op deze genen kan helpen bij het diagnosticeren van het type en het stadium van kanker, en bij het kiezen van een behandeling. Sommige geneesmiddelen kunnen zich bijvoorbeeld richten op kankers die mutaties hebben in EGFR of BRAF1.
• NTRK, ROS1 en ALK: dit zijn genen die coderen voor eiwitten die tyrosinekinasereceptoren worden genoemd en die ook betrokken zijn bij celgroei en celdeling. Bij sommige vormen van kanker zijn deze genen herschikt of gefuseerd met andere genen, waardoor de cellen ongecontroleerd kunnen groeien. Testen op deze genen kan helpen bij het identificeren van kankers die kunnen worden behandeld met medicijnen die de activiteit van deze receptoren blokkeren.
• CFTR, PAH, GALT en HBB: Dit zijn genen die geassocieerd zijn met erfelijke aandoeningen die verschillende organen of systemen in het lichaam beïnvloeden. Het testen op deze genen kan helpen bij het diagnosticeren of screenen van deze aandoeningen, en kan ook informatie verschaffen over het risico dat ze worden doorgegeven aan kinderen. CFTR is bijvoorbeeld het gen dat cystische fibrose veroorzaakt, een ziekte die de longen en het spijsverteringsstelsel aantast; PAH is het gen dat fenylketonurie veroorzaakt, een ziekte die het metabolisme van een aminozuur genaamd fenylalanine beïnvloedt; GALT is het gen dat galactosemie veroorzaakt, een ziekte die het metabolisme van een suiker, galactose genaamd, beïnvloedt; en HBB is het gen dat sikkelcelanemie veroorzaakt, een ziekte die de vorm en functie van rode bloedcellen beïnvloedt.
• BRCA1 en BRCA2: Dit zijn genen die betrokken zijn bij DNA-reparatie en bescherming tegen schade. Mutaties of veranderingen in deze genen kunnen het risico op het ontwikkelen van borst-, eierstok-, prostaat- of pancreaskanker vergroten. Het testen op deze genen kan helpen bij het identificeren van mensen die een grotere kans hebben om deze vormen van kanker te ontwikkelen, en kan opties bieden voor preventie of vroege detectie.
• EWSR1, FUS en SS18: Dit zijn genen die coderen voor eiwitten die transcriptiefactoren worden genoemd en die betrokken zijn bij het reguleren van genexpressie. Sommige sarcomen hebben fusies of herschikkingen van deze genen met andere genen, wat de differentiatie en ontwikkeling van de cellen kan beïnvloeden. Testen op deze genen kan helpen bij het classificeren van het type en subtype van sarcoom.
• PDGFRA, PDGFRB en KIT: Dit zijn genen die coderen voor eiwitten die van bloedplaatjes afkomstige groeifactorreceptoren worden genoemd en die ook betrokken zijn bij celgroei en celdeling. Sommige sarcomen hebben mutaties of amplificaties van deze genen, waardoor de cellen beter kunnen reageren op groeisignalen. Testen op deze genen kan helpen bij het identificeren van sarcomen die kunnen worden behandeld met medicijnen die deze receptoren remmen.