Badania genetyczne – na czym polegają? Rodzaje badań genetycznych 

Badania genetyczne – co to właściwie jest? 

Informacja genetyczna zawarta w DNA ma ogromny wpływ na to, w jaki sposób będzie wyglądał i funkcjonował nasz organizm. I chociaż duży wpływ mają także warunki środowiskowe, to właśnie nasze geny są „przepisem”, według którego nasze ciało wie, jak ma działać. Najprościej rzecz ujmując, badania genetyczne to badania polegające na analizie materiału genetycznego danej osoby. Umożliwiają wykrycie zmian w DNA, które mogą mieć wpływ na zdrowie człowieka.   

Na czym polegają badania genetyczne? 

Żeby dobrze zrozumieć, na czym polegają testy genetyczne, warto najpierw odpowiedzieć sobie na pytanie, w jakim celu się je wykonuje. Jak już wspomniano, badanie genetyczne ma umożliwić uzyskanie istotnych informacji na temat tego, co zostało zakodowane w materiale genetycznym człowieka poprzez wyłapanie ewentualnych zmian, które mogą być przyczyną wystąpienia choroby genetycznej.  

Każdy chromosom składa się z kilkuset do nawet kilku tysięcy genów. Człowiek standardowo posiada 23 pary takich chromosomów, otrzymanych po połowie od matki i ojca. Każdy z nich zawiera bardzo szczegółową informację na temat budowy wszystkich elementów naszego ciała, począwszy od najmniejszych białek, skończywszy na całych narządach, a docelowo całym ciele.  

Działanie naszego organizmu można porównać do skomplikowanej maszyny, składającej się z ogromnej ilości małych elementów, których prawidłowy kształt, umiejscowienie czy mechanizm działania mają istotny wpływ na to, jak będzie ona działać. Podobnie jest z naszym ciałem. Nasze geny w dokładny sposób opisują, jak ma wyglądać każdy z elementów. Jeżeli mutacja w naszym materiale genetycznym sprawi, że jeden z nich nie będzie działał prawidłowo i przykładowo zmiana budowy jednego z białek spowoduje, że dane białko utraci swoją funkcję lub wpłynie na działanie innych „podzespołów”, mamy do czynienia z chorobą genetyczną.  

Testy genetyczne mają więc na celu zweryfikowanie, czy nasz materiał genetyczny w prawidłowy sposób koduje informację o budowie naszego organizmu, czy w którymś fragmencie występuje zmiana, która może się przyczynić do wystąpienia choroby genetycznej.   

Rodzaje badań genetycznych  

W zależności od tego, w jakim celu wykonywane są badania genetyczne, wyróżniamy kilka ich rodzajów. Najczęściej występującym jest podział ze względu na sposób sekwencjonowania, czyli ustalania kolejności nukleotydów w DNA. Według tego podziału wyróżniamy dwie podstawowe techniki badań: 

• sekwencjonowanie metodą Sangera – nazywane również metodą I generacji oraz sekwencjonowaniem dideoksy. Jest to technika powszechnie wykorzystywana w diagnostyce genetycznej. Wykonuje się ją w przypadku podejrzenia wystąpienia choroby genetycznej na podstawie charakterystycznych objawów. Ma na celu zbadanie konkretnego genu oraz potwierdzenie lub zaprzeczenie wystąpienia mutacji w tym genie. Co ciekawe, metoda ta została wyróżniona nagrodą Nobla. Opracował ją w latach 70. XX wieku Friederick Sanger i od jego nazwiska pochodzi nazwa metody.  
• sekwencjonowanie nowej generacji (NGS – Next generation sequencing) – nazywane również metodą II generacji. Pozwala na zbadanie wielu, a nawet wszystkich genów. Szczególnie polecane w sytuacji, gdy mamy do czynienia z chorobą o trudnym do ustalenia podłożu genetycznym lub gdy odmienne zespoły chorobowe charakteryzują się zbliżonymi objawami. Wyróżniamy dwa rodzaje sekwencjonowania NGS: 

• • sekwencjonowanie WES (Whole Exome Sequencing) – umożliwia przebadanie wszystkich genów, pozwalając w ten sposób na wykrycie mutacji w tzw. eksonach, czyli sekwencjach kodujących białka. 
  • sekwencjonowanie WGS (Whole Genome Sequencing) – podobnie jak WES NGS pozwala na przebadanie wszystkich genów. Różnica między WES NGS i WGS NGS polega na tym, że WGS NGS pozwala na wykrycie mutacji nie tylko w eksonach, ale także w sekwencjach niekodujących, czyli tzw. intronach.  

Jak wyglądają badania genetyczne? 

Aby wykonać badania genetyczne, potrzebne jest pobranie DNA. Na szczęście jest to szybkie i bezbolesne, a wiele laboratoriów oferuje możliwość pobrania próbki do badań bez wychodzenia z domu. Najczęściej do ich wykonania wykorzystuje się ślinę lub krew. Jedynie w niektórych przypadkach testy genetyczne wymagają pobrania krwi żylnej. Znacznie częściej wykorzystywana jest ślina pobrana do specjalnej fiolki lub kilka kropel krwi nakropionych na specjalną bibułkę – w tych przypadkach laboratoria umożliwiają zamówienie specjalnego zestawu do pobrania próbki materiału genetycznego pacjenta. Decydując się na wykonanie tego badania, należy pamiętać, by stosować się do wszelkich zaleceń związanych zarówno ze sposobem pobierania, jak i dostarczania materiału genetycznego do laboratorium. Niezwykle istotne jest tu zapewnienie odpowiednich warunków przechowywania pobranego materiału – zarówno w kwestii opakowania, jak i transportu. Niewłaściwe warunki mogą się przyczynić do uszkodzenia materiału biologicznego, co z kolei sprawi, że nie będzie on nadawał się do analizy.  

Pobieranie materiału genetycznego nie wymaga z naszej strony wcześniejszych przygotowań. Nasze DNA nie zmienia się przez całe życie, zatem nie ma potrzeby oczekiwania na „odpowiedni moment”, stosowania specjalnej diety czy konieczności odstawienia leków przed wykonaniem badań genetycznych. Możemy do nich podejść w dowolnym momencie życia, chociaż warto mieć na uwadze, że szybsza diagnoza wiąże się z szybszym działaniem. Jeżeli więc widzimy wskazania do wykonania badania genetycznego, nie warto odkładać go na później.  

Jak wykonuje się badania genetyczne? 

Przy wykonywaniu badań genetycznych najtrudniejsze może okazać się podjęcie decyzji o ich wykonaniu. Samo badanie jest bowiem bezbolesne, a cały proces można opisać w trzech krokach: 

• wybór techniki badania,  
• pobranie materiału biologicznego, 
• oczekiwanie na wynik.  

W pierwszej kolejności należy odpowiedzieć sobie na pytanie, czego oczekujemy od badań genetycznych. Na tej podstawie należy dobrać odpowiedni rodzaj testu. W przypadku podejrzenia konkretnej choroby warto skonsultować tę kwestię z lekarzem, który odpowiednio nas pokieruje. Pomocy można również szukać w laboratoriach, w których wykwalifikowani pracownicy wesprą nas w dokonaniu wyboru.  

Następnie należy pobrać materiał biologiczny i przekazać go do laboratorium. Kluczowe jest również uzupełnienie wymaganych dokumentów – w tym tzw. deklaracji świadomej zgody na wykonanie badania genetycznego.  

Czas oczekiwania na wyniki różni się w zależności od laboratorium oraz zlecanych testów i wynosi od kilku dni do nawet kilkunastu tygodni.  

Niewykluczone, że rozważając wszystkie za i przeciw dotyczące wykonania badań genetycznych, jednym z czynników powstrzymujących przed ich wykonaniem jest obawa o wynik. Należy pamiętać, że wiedza ta niesie za sobą wiele korzyści, a najważniejszą z nich jest szansa na wprowadzenie terapii dopasowanej do danej jednostki chorobowej. Co więcej, badania te niejednokrotnie umożliwiają szybsze rozpoczęcie leczenia bez konieczności oczekiwania na wystąpienie objawów.  

Źródła: 

• Bal J. Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej. PWN, Warszawa 2001. 
• Frebourg T. The challenge for the next generation of medical geneticists. Hum Mutat. 2014 Aug;35(8):909-11. doi: 10.1002/humu.22592. Epub 2014 Jun 28. PMID: 24838402. 
• Klein CJ, Foroud TM. Neurology Individualized Medicine: When to Use Next-Generation Sequencing Panels. Mayo Clin Proc. 2017 Feb;92(2):292-305. doi: 10.1016/j.mayocp.2016.09.008. PMID: 28160876. 
• Qin D. Next-generation sequencing and its clinical application. Cancer Biol Med. 2019;16(1):4-10. doi:10.20892/j.issn.2095-3941.2018.0055. 
• Shashi V, McConkie-Rosell A, Rosell B, Schoch K, Vellore K, McDonald M, Jiang YH, Xie P, Need A, Goldstein DB. The utility of the traditional medical genetics diagnostic evaluation in the context of next-generation sequencing for undiagnosed genetic disorders. Genet Med. 2014 Feb;16(2):176-82. doi: 10.1038/gim.2013.99. Epub 2013 Aug 29. Erratum in: Genet Med. 2013 Oct;15(10):849. Goldstein, David G [corrected to Goldstein, David B]. PMID: 23928913. 
• Tobias E.S., Connor M., Ferguson-Smith M., Genetyka Medyczna. PZWL, 2013.