Fetales genom sequenziert von der blutprobe der mutter


Fetales genom sequenziert von der blutprobe der mutter

Eine neue Studie veröffentlicht in Natur Letzte Woche zeigt, wie Forscher haben zum ersten Mal einen Weg entwickelt, um das Genom eines ungeborenen Babys mit nur einer Blutprobe von der Mutter zu sequenzieren . Die Forscher glauben, dass dies fetalen genetischen Tests einen Schritt näher an Routine klinischen Gebrauch bringt.

Senior-Autor Dr. Stephen Quake ist der Lee Otterson Professor an der School of Engineering und Professor für Bioingenieurwesen und angewandte Physik an der Stanford University in den USA. Er sagte der Presse:

"Wir sind daran interessiert, Bedingungen zu identifizieren, die vor der Geburt oder unmittelbar danach behandelt werden können."

"Ohne solche Diagnosen leiden Neugeborene mit behandelbaren Stoffwechsel- oder Immunsystemstörungen, bis ihre Symptome spürbar werden und die Ursachen bestimmt sind", sagte Quake, der auch Co-Vorsitzender von Stanfords Abteilung für Bioengineering ist.

Die Studie folgt einer im vergangenen Monat von der University of Washington, wo Forscher sequenziert ein fetales Genom mit einer Blutprobe von der Mutter, plus DNA-Proben von der Mutter und dem Vater.

Aber, Fetale Genomsequenzierung, die nur eine Blutprobe von der Mutter verwendet, bietet einen signifikanten Vorteil, wenn der biologische Vater unbekannt ist oder nicht bereit ist, eine Probe zu liefern . So viele wie ein in zehn Babys in den USA geboren ist von unbekannter Vaterschaft, nach einer Stanford Pressemitteilung über die Forschung.

Die Fähigkeit, medizinische Zustände im Mutterleib zu diagnostizieren, ist nicht neu: Seit Jahrzehnten haben Frauen eine Amniozentese oder Chorionzottenentnahme unterzogen, um zu sehen, ob ihr Fötus irgendwelche genetischen Anomalien hat. Diese Tests holen Proben aus der Fruchtwasser oder dem Fötus selbst ab, wobei eine Nadel in den Uterus eingeführt wird. Solche invasiven Verfahren tragen ein Risiko in dem eine in jedem 200 oder so wird eine Fehlgeburt auslösen. Und die Anzahl der genetischen Bedingungen, die sie testen können, ist begrenzt.

Die Forscher glauben, dass fetale genetische Tests zunehmend verbreitet werden, da die Kosten der Technologie herunterkommen.

Quake und Kollegen zeigten das Auch nur die Sequenzierung des Exoms, die 1% des Genoms, die die Gene codiert, die ausgedrückt werden, um einen Fötus zu machen, können Informationen geben, die klinisch nützlich sind .

Dr. Diana Bianchi ist Geschäftsführerin des Mother Infant Research Institute am Tufts Medical Center und war nicht an der Natur Studie. Sie sagte:

"Das Problem, die DNA der Mutter von der DNA des Fötus zu unterscheiden, vor allem in der Umgebung, wo sie die gleiche Anomalie teilen, hat die Ermittler, die in der pränatalen Diagnostik seit vielen Jahren arbeiten, ernsthaft in Frage gestellt."

In ihrer Studie, mit Vollgenom- und Exome-Sequenzen, konnten Quake und Kollegen feststellen, dass ein Fötus ein DiGeorge-Syndrom, eine mit Herz und neuromuskuläre Probleme verbundene Bedingung sowie eine kognitive Beeinträchtigung aufweist, die durch eine kurze Deletion des Chromosoms verursacht wird 22

Symptome und Schwere des DiGeorge-Syndroms können bei den betroffenen Personen variieren: Einige Babys, die mit dem Zustand geboren sind, können Herzfehler und Krämpfe aufgrund sehr geringer Kalziummengen aufweisen und können auch erhebliche Probleme mit der Fütterung verursachen.

Bianchi, der auch den klinischen Beirat von Verinata Health Inc, Redwood City, ein privat geführtes Unternehmen, das einen fetalen genetischen Test mit der von Quake entwickelten Technologie vermarktet, leitet, sagte:

"In dieser Zeitung zeigt Quakes Gruppe elegant, wie Die Sequenzierung des Exoms kann zeigen, dass ein Fötus das DiGeorge-Syndrom von seiner Mutter geerbt hat ."

Die Methode, die das Labor von Quake entwickelt hat, beruht darauf, dass das Blut einer schwangeren Frau auch DNA aus ihren eigenen Zellen trägt und auch DNA aus fetalen Zellen trägt, und diese Menge steigt während der Schwangerschaft stetig an und steigt bis zu 30 % Des Gesamtbetrages im letzten Teil des dritten Trimesters.

Vier Unternehmen in den USA sind derzeit Markttests, die auf der Arbeit im Quake-Labor im Jahr 2008 basieren, wo er und sein Team eine Methode, die relative Ebenen der fetalen DNA im Blut der Mutter verwendet, um die Bedingungen zu diagnostizieren, die durch fehlende oder zusätzliche Chromosomen, wie z Syndrom.

Vor allem zwei Unternehmen werden von Stanford lizenziert, um den Ansatz von Quake 2008 zu nutzen, einer ist Verinata, der andere ist Fluidigm Inc in San Francisco. Laut Stanford war auch keineswegs an dieser jüngsten Studie beteiligt, obwohl Quake und ein anderer Forscher Aktien an den Unternehmen halten.

In dieser letzten Studie bewegt das Team die Methode 2008 auf einer Bühne: Der neue Ansatz erkennt, dass die fetale DNA im Blut der Mutter das genetische Material sowohl von der Mutter als auch vom Vater enthält .

Im Gegensatz zu der jüngsten Studie der University of Washington waren Quake und Kollegen in der Lage, fetale DNA zu unterscheiden und zu isolieren, ohne eine Probe vom Vater nehmen zu müssen. Sie taten dies durch den Prozess der Beseitigung und Vergleich der relativen Ebenen der Regionen bekannt als Haplotypen, von mütterlichen (von Mutter und Fötus) und väterlichen DNA.

Ein Haplotyp beschreibt genetisches Material, das von einem einzelnen Elternteil geerbt wird: entweder ein Paar von Genen auf einem Chromosom oder alle Gene auf einem Chromosom, das von einem einzigen Elternteil kam.

Für diese Studie hat das Team die Methode in zwei Schwangerschaften getestet: eine, wo die Mutter DiGeorge-Syndrom hatte; Das andere, wo die Mutter nicht. Durch exome und Voll-Genom-Sequenzierung zeigten sie, dass der Fötus der Mutter mit DiGeorge-Syndrom die Bedingung geerbt hatte. Dies wurde durch Vergleich der vorhergesagten Sequenzierung mit einer nach der Geburt aus Nabelschnurblut erhalten.

Diese Tests wurden retrospektiv auf anonyme Proben durchgeführt. In einem klinischen Umfeld würde die Verfügbarkeit solcher Ergebnisse höchstwahrscheinlich Ärzte dazu veranlassen, auch das Herz und das Kalzium der Neugeborenen zu testen.

Die Forscher schlussfolgern, dass ihre Methode zeigt Es kann eines Tages möglich sein, alle ererbten und De novo Genetische Krankheiten nicht-invasiv, das ist nur das Blut der Mutter, ohne Proben aus dem Inneren des Uterus nehmen .

Co-Autor Dr. Yair Blumenfeld, ein klinischer Assistent Professor für Geburtshilfe und Gynäkologie an der Stanford Medical School, erzählt, wie vor wenigen Jahren sie waren begeistert, indem sie in der Lage, nicht-invasiv zu erkennen, ob ein Fötus hatte eine abnormale Anzahl von Chromosomen. Aber sie wussten auch, dass dies nur die Spitze des Eisbergs war, und die Zukunft wäre über einzelne Gendefekte:

"Diese wichtige Studie bestätigt unsere Fähigkeit, einzelne fetale Gendefekte einfach durch das Testen von Mammas Blut zu erkennen", sagte Blumenfeld.

Das Team arbeitet nun an der Entwicklung der Technologie für die klinische Anwendung, und Stanford hat bereits ein Patent für sie eingereicht.

Fonds aus dem Howard Hughes Medical Institute und dem National Institute of Health geholfen, für die Studie bezahlen.

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