Sekvenovanie novej generácie (NGS)

Sekvenovanie novej generácie (NGS) je spôsob, ako zistiť poradie písmen v DNA alebo RNA, genetickom materiáli vnútri našich buniek. DNA a RNA sa skladajú zo štyroch rôznych písmen: A, C, G a T pre DNA a A, C, G a U pre RNA. Poradie týchto písmen určuje, aké vlastnosti má človek, napríklad farbu očí, krvnú skupinu alebo riziko ochorenia.

NGS funguje tak, že rozbije DNA alebo RNA na veľa malých kúskov a prečíta písmená na každom kúsku. Potom pomocou počítača poskladá kúsky späť a porovná ich s referenčnou sekvenciou. Takto môže zistiť, čo je iné na DNA alebo RNA konkrétnej vzorky.

NGS sa používa v patológii na pomoc pri diagnostike a liečbe chorôb, ktoré sú spôsobené zmenami v DNA alebo RNA. Niektoré druhy rakoviny sú napríklad spôsobené mutáciami (malé zmeny) alebo preskupeniami (veľké zmeny) v DNA určitých génov, ktoré spôsobujú, že bunky rastú mimo kontroly. Po vyšetrení vzorky tkaniva pod mikroskopom môže patológ vykonať NGS na zúženie alebo potvrdenie diagnózy. NGS sa často kombinuje s inými typmi testov ako napr imunohistochémia (IHC), fluorescenčná in situ hybridizácia (FISH), Alebo prietoková cytometria.

NGS možno použiť aj na výber liekov, ktoré môžu zacieliť na zmeny zistené v nádore. Toto sa často označuje ako presná medicína, pretože pomáha poskytnúť správnu liečbu správnemu pacientovi v správnom čase. NGS môže tiež pomôcť zistiť, ako človek reaguje na drogy na základe ich DNA alebo RNA. Niektorí ľudia majú napríklad odchýlky vo svojej DNA, vďaka ktorým metabolizujú lieky rýchlejšie alebo pomalšie ako ostatní. To môže ovplyvniť, ako dobre lieky účinkujú alebo aká je pravdepodobnosť, že spôsobia vedľajšie účinky. NGS môže pomôcť identifikovať tieto variácie a podľa toho upraviť dávku alebo typ lieku. Toto sa nazýva farmakogenetika alebo farmakogenomika, pretože pomáha personalizovať liekovú terapiu na základe genetickej výbavy človeka.

Aké sú niektoré z najbežnejších genetických zmien testovaných sekvenovaním novej generácie?

NGS možno použiť na hľadanie tisícok genetických zmien. V súčasnosti sa však bežne hodnotí len malý počet génov.

Genetické zmeny bežne hodnotené NGS zahŕňajú:

• EGFR, KRAS, BRAF a PIK3CA: Sú to gény, ktoré sa podieľajú na raste a delení buniek a pri niektorých rakovinách môžu byť mutované alebo zmenené. Testovanie týchto génov môže pomôcť pri diagnostike typu a štádia rakoviny, ako aj pri výbere liečby. Napríklad niektoré lieky môžu byť zamerané na rakoviny, ktoré majú mutácie v EGFR alebo BRAF1.
• NTRK, ROS1 a ALK: Sú to gény, ktoré kódujú proteíny nazývané tyrozínkinázové receptory, ktoré sa tiež podieľajú na raste a delení buniek. Niektoré rakoviny majú preskupenia alebo fúzie týchto génov s inými génmi, čo môže spôsobiť, že bunky rastú mimo kontroly. Testovanie týchto génov môže pomôcť identifikovať rakoviny, ktoré možno liečiť liekmi, ktoré blokujú aktivitu týchto receptorov.
• CFTR, PAH, GALT a HBB: Sú to gény, ktoré sú spojené s dedičnými poruchami, ktoré postihujú rôzne orgány alebo systémy v tele. Testovanie týchto génov môže pomôcť pri diagnostike alebo skríningu týchto porúch, ako aj poskytnúť informácie o riziku ich prenosu na deti. Napríklad CFTR je gén, ktorý spôsobuje cystickú fibrózu, ochorenie postihujúce pľúca a tráviaci systém; PAH je gén, ktorý spôsobuje fenylketonúriu, ochorenie, ktoré ovplyvňuje metabolizmus aminokyseliny nazývanej fenylalanín; GALT je gén, ktorý spôsobuje galaktozémiu, ochorenie, ktoré ovplyvňuje metabolizmus cukru nazývaného galaktóza; a HBB je gén, ktorý spôsobuje kosáčikovitú anémiu, ochorenie, ktoré ovplyvňuje tvar a funkciu červených krviniek.
• BRCA1 a BRCA2: Ide o gény, ktoré sa podieľajú na oprave DNA a ochrane pred poškodením. Mutácie alebo zmeny v týchto génoch môžu zvýšiť riziko vzniku rakoviny prsníka, vaječníkov, prostaty alebo pankreasu. Testovanie týchto génov môže pomôcť identifikovať ľudí, ktorí majú vyššiu šancu na rozvoj týchto rakovín, ako aj poskytnúť možnosti prevencie alebo včasnej detekcie.
• EWSR1, FUS a SS18: Sú to gény, ktoré kódujú proteíny nazývané transkripčné faktory, ktoré sa podieľajú na regulácii génovej expresie. Niektorí sarkómy majú fúzie alebo preskupenia týchto génov s inými génmi, čo môže ovplyvniť diferenciáciu a vývoj buniek. Testovanie týchto génov môže pomôcť klasifikovať typ a podtyp sarkómu.
• PDGFRA, PDGFRB a KIT: Sú to gény, ktoré kódujú proteíny nazývané receptory rastového faktora odvodené od krvných doštičiek, ktoré sa tiež podieľajú na raste a delení buniek. Niektorí sarkómy majú mutácie alebo amplifikácie týchto génov, vďaka ktorým môžu bunky lepšie reagovať na rastové signály. Testovanie týchto génov môže pomôcť identifikovať sarkómy, ktoré možno liečiť liekmi, ktoré inhibujú tieto receptory.