Секвенування наступного покоління (NGS)

Секвенування наступного покоління (NGS) — це спосіб визначення порядку літер у ДНК або РНК, генетичному матеріалі в наших клітинах. ДНК і РНК складаються з чотирьох різних літер: A, C, G і T для ДНК і A, C, G і U для РНК. Порядок цих літер визначає, якими рисами володіє людина, наприклад, кольором очей, групою крові чи ризиком захворювання.

NGS працює, розбиваючи ДНК або РНК на багато маленьких шматочків і зчитуючи літери на кожному шматочку. Потім він використовує комп’ютер, щоб знову скласти частини та порівняти їх із еталонною послідовністю. Таким чином він може з’ясувати, чим відрізняються ДНК або РНК конкретного зразка.

NGS використовується в патології для діагностики та лікування захворювань, викликаних змінами в ДНК або РНК. Наприклад, деякі види раку спричинені мутаціями (невеликими змінами) або перегрупуваннями (значними змінами) у ДНК певних генів, які змушують клітини рости безконтрольно. Після дослідження зразка тканини під мікроскопом патолог може виконати NGS, щоб звузити або підтвердити діагноз. NGS часто поєднується з іншими типами тестів, такими як імуногістохімія (IHC), флуоресцентна гібридизація in situ (FISH)або проточна цитометрія.

NGS також можна використовувати для вибору препаратів, які можуть націлюватися на зміни, виявлені в пухлині. Це часто називають прецизійною медициною, оскільки вона допомагає надати правильне лікування потрібному пацієнту в потрібний час. NGS також може допомогти дізнатися, як людина реагує на ліки на основі її ДНК або РНК. Наприклад, деякі люди мають варіації в ДНК, через які вони метаболізують ліки швидше або повільніше, ніж інші. Це може вплинути на те, наскільки добре діють ліки або наскільки ймовірно вони спричинять побічні ефекти. NGS може допомогти визначити ці варіації та відповідно скоригувати дозу або тип препарату. Це називається фармакогенетикою або фармакогеномікою, оскільки вона допомагає персоналізувати медикаментозну терапію на основі генетичного складу людини.

Які найпоширеніші генетичні зміни перевіряються секвенуванням наступного покоління?

NGS можна використовувати для пошуку тисяч генетичних змін. Однак на даний момент зазвичай оцінюють лише невелику кількість генів.

Генетичні зміни, які зазвичай оцінюють за допомогою NGS, включають:

• EGFR, KRAS, BRAF і PIK3CA: це гени, які беруть участь у зростанні та діленні клітин, і вони можуть мутувати або змінюватися при деяких видах раку. Тестування цих генів може допомогти діагностувати тип і стадію раку, а також спрямувати вибір лікування. Наприклад, деякі препарати можуть націлюватися на рак, який має мутації в EGFR або BRAF1.
• NTRK, ROS1 і ALK: це гени, які кодують білки, які називаються рецепторами тирозинкінази, які також беруть участь у зростанні та поділі клітин. Деякі види раку мають перегрупування або злиття цих генів з іншими генами, що може призвести до неконтрольованого росту клітин. Тестування цих генів може допомогти виявити ракові захворювання, які можна лікувати препаратами, які блокують активність цих рецепторів.
• CFTR, PAH, GALT і HBB: це гени, пов’язані зі спадковими розладами, що впливають на різні органи або системи організму. Тестування на ці гени може допомогти діагностувати або виявити ці розлади, а також надати інформацію про ризик їх передачі дітям. Наприклад, CFTR є геном, який викликає муковісцидоз, захворювання, яке вражає легені та травну систему; PAH є геном, який викликає фенілкетонурію, захворювання, яке впливає на метаболізм амінокислоти під назвою фенілаланін; GALT — це ген, який викликає галактоземію, хворобу, яка впливає на метаболізм цукру під назвою галактоза; і HBB є геном, який викликає серповидно-клітинну анемію, захворювання, яке впливає на форму та функцію еритроцитів.
• BRCA1 і BRCA2: це гени, які беруть участь у відновленні ДНК і захисті від пошкоджень. Мутації або зміни в цих генах можуть збільшити ризик розвитку раку молочної залози, яєчників, простати або підшлункової залози. Тестування на ці гени може допомогти виявити людей, які мають більший шанс розвитку цих видів раку, а також надати варіанти профілактики або раннього виявлення.
• EWSR1, FUS і SS18: це гени, які кодують білки, які називаються факторами транскрипції, які беруть участь у регуляції експресії генів. Дещо саркоми мають злиття або перегрупування цих генів з іншими генами, що може вплинути на диференціацію та розвиток клітин. Тестування цих генів може допомогти класифікувати тип і підтип саркоми.
• PDGFRA, PDGFRB і KIT: це гени, які кодують білки, які називаються рецепторами фактора росту тромбоцитів, які також беруть участь у зростанні та поділі клітин. Дещо саркоми мають мутації або ампліфікації цих генів, які можуть зробити клітини більш чутливими до сигналів росту. Тестування цих генів може допомогти ідентифікувати саркоми, які можна лікувати препаратами, що пригнічують ці рецептори.