Avkodning av fetalt dna från mors blod öppnar dörren till ett enkelt prenataltest för flera genetiska störningar


Avkodning av fetalt dna från mors blod öppnar dörren till ett enkelt prenataltest för flera genetiska störningar

Forskare i Hong Kong har utvecklat ny teknik som skannar hela fostrets genom av cellfree-foster-DNA som finns i moderns blod. Eftersom det bara kräver prov av moderns blod och faderns DNA, är genombrott ett viktigt steg i utvecklingen av ett enda icke-invasivt test för multipla fetala genetiska störningar.

Studien, ledd av Dennis Lo Yuk-ming, professor och direktör för Li Ka Shing-institutet för hälsovetenskap vid Kinesiska universitetet i Hong Kong (CUHK), kom fram online den 8 december i tidningen Science Translational Medicine .

I ett uttalande om forskningen sade CUHK att utvecklingen är ett genombrott, eftersom nuvarande prenatala tester är invasiva, potentiellt riksy och tenderar att fokusera på en genetisk störning, medan det här förhoppningsvis kommer att leda till ett säkert, icke-invasivt test som skärmar för Flera genetiska störningar.

De sa att tekniken fortfarande är relativt dyr, de förväntar sig att kostnaderna sjunker snabbt.

Nuvarande prenatala screeningtest innefattar amniocentes som kräver ett prov av vätska från livmodern och korionisk villusprovtagning, vilket kräver att embryonalt blod tas från en liten bit av vävnad som skärs från placentan.

1997 upptäckte kemiska patologen Lo och kollegor att moderblod genomförde cellfritt foster-DNA. Därefter bestämde de sig för att fastställa om det kan vara möjligt att använda detta DNA för ett test som skannar hela genomet hos fostret för genetiska störningar.

För studien använde Lo och kollegor blodprov från en gravid kvinna från Sydostasien.

Det första steget var att visa att hela fostret genomet var faktiskt närvarande i dessa foster-DNA-molekyler som finns i moderblodplasma, som de uppnådde tidigt men det fanns en snag. DNA: n var mycket fragmenterad.

Lo berättade för pressen att det var som "försöker montera ett pussel som har miljontals bitar".

Och till detta var problemet att foster-DNA-molekyler är omgivna av "ett hav av maternella DNA-molekyler".

"Det här liknar att lägga i tiotals miljoner bitar från ett annat pussel och försöker sedan ommontera den första," förklarade Lo.

För att uppnå detta måste han och hans lag sekvensera nästan 4 miljarder fragment av DNA från moderns blodprov och göra motsvarigheten att sekvensera det humana genomet 65 gånger.

För att hjälpa till att eliminera sekvenser som bara hörde till moderns DNA så letade laget efter sekvenser som bära genetiska signaturer som endast var närvarande i faderns DNA, och inte i moderns.

Från detta kunde de skapa en karta över det fostergenomet som bara kom från fadern.

Det mer utmanande steget var att lägga till nästa nivå av informationen: Fetal arvskartan som hade kommit från moderen, men utan att det förorenats med DNA-sekvenser som endast tillhörde moderen.

Detta steg var mer utmanande eftersom fetalt DNA representerar endast 10 procent av det DNA som förekommer i moderns plasma, de andra 90 procent är bara moderns.

Det är att lösa den här delen av problemet som genombrottet upprättades: laget utvecklade ny teknik som upptäckte små ökar i moderns plasmakoncentration av sekvenser som fostret hade ärft från moderen.

Författarna skrev att de också fann:

"Plasma DNA-molekyler visade ett förutsägbart fragmenteringsmönster som påminner om nukleas-klyvda nukleosomer, med det foster-DNA som visar en minskning i en 166-basspar (bp) topp relativt en 143-bp topp, jämfört med mammal DNA."

Genom att använda dessa kunde de sedan skapa den genomkarta som fostret hade ärft från moderen, lägga till den från fadern och montera det fostergenomet.

Lo och kollegor använde den färdiga kartan för att visa att fostret var en bärare av beta-thalassemia, en genetisk blodsjukdom som är relativt vanlig i Sydostasien.

De drog slutsatsen att

"Vår studie tyder på möjligheten att använda genomomsökning för att diagnostisera fetala genetiska störningar prenatalt på ett icke-invasivt sätt."

Vid detta principprincip är teknologin fortfarande för dyr för att vara kliniskt genomförbar. Det finns också andra hinder, såsom komplexiteten i de resultat som är svåra att tolka, sade reproduktionsgenetikern Diana Bianchi från Tufts University School of Medicine i Boston i en rapport om studien av Science Now's Mitch Leslie.

Studien har dock imponerat många forskare.

Molecular genetiker Arthur Beaudet av Baylor College of Medicine i Houston, Texas, berättade Science Now "det är en vacker bit av arbete" och Mark Evans, en obstetrikare-gynekolog och genetiker vid Mount Sinai School of Medicine i New York City, beskrev det som Ett viktigt steg mot att visa vad tillvägagångssättet kan göra.

"Maternal Plasma DNA Sequencing avslöjar genet-bred genetisk och mutationsprofil av fetusen."

Y. M. Dennis Lo, K. C. Allen Chan, Hao Sun, Eric Z. Chen, Peiyong Jiang, Fiona M. F. Lun, Yama W. Zheng, Tak Y. Leung, Tze K. Lau, Charles R. Cantor och Rossa W. K. Chiu.

Science Translational Medicine , 8 december 2010: Vol. 2, utgåva 61, sid. 61ra91.

DOI: 10,1126 / scitranslmed.3001720

Ytterligare källor: CUHK (pressmeddelande 9 dec 10), Science Now ("Fetal DNA sekvenserad från mors blod" av Mitch Leslie den 8 december 2010).

The Groucho Marx Show: American Television Quiz Show - Book / Chair / Clock Episodes (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Kvinnor hälsa