Анализ крови позволяет оценить общее состояние организма пациента, к примеру увидеть наличие воспалений, паразитов или установить гормональный статус. Можно ли заменить все эти исследования только генетическим тестированием? Ведь это мечта – сдать один раз анализ биологического материала, получить свой генетический код, полностью описывающий все особенности, и никогда больше не обращаться в медицинские лаборатории. Все не так просто, как хотелось бы. Анализ генетического материала действительно очень информативен, он помогает выяснить предрасположенности, особенности и уязвимые места в состоянии здоровья конкретного пациента. С помощью генетического тестирования можно выявить многие наследственные заболевания, например синдром Дауна, муковисцидоз и ахондроплазию. Также можно спрогнозировать вероятность развития таких заболеваний, как сахарный диабет, подагра и болезнь Альцгеймера. Однако некоторые состояния организма, будь то интоксикация, инфекция или нарушения работы органов, невозможно определить с помощью генетического тестирования, для этого нужны более классические лабораторные методы. Также оперативность не является специфической чертой методов генетического анализа, и если пациент находится в тяжёлом состоянии, лечащий врач выберет уже отработанную годами стратегию и назначит сдачу стандартных анализов, чтобы оперативно определить подход к лечению.
Генетические анализы тоже бывают разными и преследуют специфические цели:
1. Цитогенетический анализ. С помощью этого метода можно оценить количество и качественное состояние хромосом. В норме у человека должно быть 46 хромосом или 23 пары, которые различаются размером, длиной плеч и положением перетяжки. В парах хромосомы должны быть одинакового размера, с одинаковой длиной обоих плеч и без отделившихся от них фрагментов. Также с помощью несложных манипуляций лаборант может провести дифференциальное окрашивание хромосом – метод, при котором хромосомы приобретают исчерченность, при этом каждая пара хромосом будет иметь свой индивидуальный узор, что облегчает процесс идентифицикации.
2. FISH (Флуоресцентная гибридизация in situ). Метод основан на образовании связей между парными нуклеотидами ДНК и фрагментами РНК. Для этого метода применяются искусственно синтезированные короткие фрагменты ДНК (зонды), обладающие сродством к целевому гену. При использовании термической и химической обработки зонд соединяется с целевым геном. К зонду прикреплена светящаяся метка-флюорохром. После завершения всех манипуляций образец изучают под микроскопом, если сигнал от флуорохрома обнаружен, то делается вывод о присутствии гена в исследуемом образце, если свечение не визуализируется, делается вывод об отсутствии гена.
Используя этот метод, можно обнаружить делеции (потери), дупликации (удвоения), транслокации (патогенные перемещения) генов или серьезные изменения в гене. Особенно актуально использование этого метода в онкологии, например, для выявления специфических мутаций в опухолевых клетках, ответственных за устойчивость к химиотерапии, что позволяет подобрать стратегию лечения для каждого клинического случая. Преимуществом этого метода является относительно высокая скорость выполнения, теоретически результат можно получить за один рабочий день. Также нет необходимости расшифровывать весь геном, чтобы получить узкоспециализированную информацию об одном или нескольких генах. Основным недостатком метода является цена, которая обусловлена не только сложностью производства, но и стоимостью изготовления зонда. Дело в том, что для создания ДНК-зонда нужно знать не просто последовательность целевого гена, но и его уникальный участок из 10–100 нуклеотидов, который больше нигде в геноме не повторяется. В качестве примера представьте себе, что вам нужно в четырёх томах романа Война и мир найти уникальную строку из 10-100 символов, причём чем выше процент уникальности и меньше совпадений символов со всем оставшимся текстом, тем лучше. Вот только в четырёх томах Война и мир 2966547 символов, а в геноме человека 3 000 000 000, путём несложных вычислений определяем, что в геноме человека можно записать четыре тома целого романа 1011 раз. Провести такой поиск вручную крайне сложно, а коммерческие компании-производители зондов никогда не раскроют тайну генетического кода своих реактивов, от этого зависит их прибыль. Многие, в том числе и мы, пытаются создать программу для автоматического поиска уникальных последовательностей, пока для такого автоматического поиска среднестатистическому гражданскому компьютеру потребуется от одного до нескольких месяцев непрерывной работы, без гарантии положительного результата поиска. Мы надеемся, что с развитием технологии и выбором подходящего алгоритма продолжительность процесса сократится, как минимум, до нескольких дней.
3. Биохимический метод. К этой группе методов относятся исследования, не изучающие непосредственно геном, но позволяющие выявлять целевые генные продукты. Одним из наиболее известных примеров является диагностика фенилкетонурии. Вместо секвенирования или FISH за несколько тысяч долларов можно использовать биохимический анализ мочи или крови за несколько центов.
4. Секвенирование. К этой группе относятся методы расшифровки генетического материала пациента с использованием различного оборудования. В большинстве методов расшифровки ДНК ее необходимо скопировать, затем в момент копирования или после генетический код определяется по косвенным признакам. Существует также метод, основанный на пропускании тока через нанопору, через которую протягивается нить ДНК. Нуклеотиды имеют разные размеры, поэтому изменяется и сила тока, прошедшего через них, именно с помощью сигналов разной силы проводится дифференцировка нуклеотидов, последовательность которых преобразуется в генетический код ДНК. Главный недостаток метода — его цена, но с развитием технологий она постоянно снижается и даже сейчас некоторые производители говорят о цели в 100 долларов за секвенированный геном человека. К преимуществам метода можно отнести его точность. Стоит отметить, что точность секвенирования сильно варьируется и колеблется от 80% до 98%, особенно успешны результаты при использовании нескольких разных методов для одного и того же биологического образца.
Стоит отметить, что очень часто генетические тесты никак не регламентируются, особенно если говорить о тестах, которые не проводятся для медицинской диагностики. Уже сейчас можно встретить огромное количество предложений от лабораторий узнать, какой процент своих генов вы получили от неандертальцев, в каких частях света жили ваши предки, какой диеты вам нужно придерживаться. И в сети уже есть сообщения от некоторых пользователей, которые сделали одни и те же тесты в разных лабораториях и получили разные результаты. Генетическое тестирование получило широкое распространение, а как мы знаем, в любой сфере где много денег и нет контроля быстро появляются шарлатаны и недобросовестные фирмы, поэтому внимательно изучайте историю компании, в которой вы собираетесь пройти генетическое тестирование.
Подводя итог публикации, можно смело ответить на вопрос из заголовка – ДНК-тест никогда не заменит анализ крови. ДНК-тест – это не универсальный швейцарский нож, это узкоспециализированный, дорогой, но очень точный инструмент, прекрасно дополняющий арсенал современных врачей.
