Was ist ein Genomtest?
Gentests werden oft mit Gentests verwechselt. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Gentests darauf ausgelegt sind, eine einzelne Genmutation (wie die BRCA1- und BRCA2-Mutationen, die mit Brust- und Eierstockkrebs assoziiert sind) nachzuweisen, während bei Gentests alle Gene untersucht werden.
Wenn Sie sich Ihr Erbgut genauer ansehen - einschließlich der Sequenzierung Ihrer Gene und ihrer gegenseitigen Beeinflussung -, können Sie anhand von Genomtests feststellen, wie Ihr Körper auf molekularer Ebene funktioniert und was dies im Hinblick auf das Krankheitsrisiko, das Fortschreiten oder die Auswirkungen bedeutet Wiederholung.
Bei der Krebsbehandlung werden häufig genomische Tests verwendet, um festzustellen, wie sich ein Tumor wahrscheinlich verhält. Dies kann Ärzten helfen, vorherzusagen, wie aggressiv Ihr Krebs sein wird und ob er sich wahrscheinlich auf andere Körperteile ausbreitet (metastasiert).
Genomische Tests sind ein zentrales Instrument bei der Entwicklung personalisierter Medizin, die darauf abzielt, Behandlungen, Produkte und Praktiken individuell anzupassen.
Genetik vs. Genomik
Während Genetik und Genomik beide mit Genen assoziiert sind, verfolgen sie ganz unterschiedliche Ziele und Anwendungen.
Genetik
Genetik ist die Untersuchung der Auswirkungen, die Gene auf ein Individuum haben. Gene geben dem Körper Anweisungen, wie man Proteine herstellt. Die Proteine wiederum bestimmen die Struktur und Funktion jeder Körperzelle. Die Gene bestehen aus Bausteinen, DNA genannt, die in einer Kette angeordnet sind, die "Basen" genannt werden. Die Reihenfolge oder Reihenfolge der Basen bestimmt, welche Anweisungen wann gesendet werden.Während viele Gene codiert werden, um bestimmte Proteine zu produzieren, regulieren andere nicht codierte Gene, wie und wann die Proteine produziert werden (im Wesentlichen das Ein- und Ausschalten bestimmter Gene). Jede Abweichung in der Funktionsweise eines Gens kann das Risiko bestimmter Krankheiten beeinflussen, abhängig davon, welche Proteine betroffen sind.
In einigen Fällen kann eine einzelne Genmutation Krankheiten wie Mukoviszidose, Muskeldystrophie und Sichelzellenkrankheit übertragen.
Gentests können nach genetischen Mutationen suchen, die Sie möglicherweise von Ihren Eltern geerbt haben, um entweder eine Diagnose zu bestätigen, das zukünftige Risiko vorherzusagen oder festzustellen, ob Sie ein Träger sind.
Genomics
Die Genomik ist die Untersuchung der Struktur, Funktion, Kartierung und Evolution des gesamten DNA-Satzes, einschließlich aller Gene. Das genetische Material sowie alle Sequenzen werden als bezeichnet Genom. Ziel der Genomik ist es, die Funktion und Struktur eines Genoms zu analysieren, um:- Verstehen Sie, wie komplexe biologische Systeme wie das Herz-Kreislauf-System und das endokrine (Hormon-) System sich gegenseitig beeinflussen
- Sagen Sie voraus, welche Probleme auftreten können, wenn genetische Interaktionen normale biologische Funktionen beeinträchtigen
Die Genomik ist wichtig, um zu verstehen, warum manche Menschen genetisch für bestimmte Krankheiten prädisponiert sind (auch wenn wir nicht verstehen, wie bestimmte Gene interagieren). Anstatt einen einzelnen genetischen Pfad zu identifizieren, bewertet die Genomik die Vielzahl genetischer Variablen, die die Entwicklung und / oder Behandlung einer Krankheit wie Krebs oder Diabetes beeinflussen.
Im Gegensatz zur Genetik ist die Genomik nicht auf vererbbare Mutationen beschränkt. Es zeigt auf, wie Ihr Erbgut den Krankheitsverlauf beeinflusst und umgekehrt, wie Umwelt, Lebensstil und medikamentöse Behandlungen Mutationen auslösen können, die diesen Verlauf verändern.
Durch das Verständnis dieser sich ständig ändernden Variablen können Ärzte fundiertere Entscheidungen in der Behandlung treffen, häufig präventiv.
Rolle der Genomprüfung
Genomische Tests basieren auf unserem derzeitigen Verständnis des menschlichen Genoms, ein Prozess, der mit dem kollaborativen Humangenomprojekt von 1990 bis 2003 begann.In den letzten Jahren konnten Wissenschaftler zunehmend feststellen, welche genetischen Anomalien nicht nur zur Entstehung einer Krankheit, sondern auch zu den Merkmalen der Krankheit führen. Dadurch konnten Erkenntnisse gewonnen werden, warum manche Menschen aggressivere Formen von Krebs entwickeln, länger mit HIV leben oder auf bestimmte Formen der Chemotherapie nicht ansprechen.
Während Gentests einen vermuteten genetischen Zustand bestätigen oder ausschließen können, geht die Genomforschung noch einen Schritt weiter, indem sie uns Folgendes bereitstellt:
- Risikomarker um nach Krankheiten zu suchen
- Prognostische Marker um vorherzusagen, wie schnell eine Krankheit fortschreiten wird, wie wahrscheinlich das Wiederauftreten ist und wie wahrscheinlich das Ergebnis einer Krankheit ist
- Prädiktive Marker um die Wahl der Behandlung zu lenken und Toxizität zu vermeiden
- Antwortmarker die Wirksamkeit verschiedener Behandlungen zu bestimmen
Die wachsende Tendenz zur personalisierten Medizin verändert den Umgang mit Krankheiten im Allgemeinen. Die personalisierte Medizin ist keine einheitliche Lösung, sondern berücksichtigt die große Variabilität in Bezug auf Genetik, Umwelt und Lebensstil, um für jeden Einzelnen eine maßgeschneiderte Lösung zu bieten.
Wie der Test funktioniert
Genomische Tests werden in der Regel als Panel von Zielgenen angeboten, das von der Analyse genetischer "Hot Spots" (gut etablierte Mutationsorte) bis zur vollständigen Gensequenzierung reicht. Die Tests werden in der Regel in einem spezialisierten Labor durchgeführt, das nach den Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) von 1988 zertifiziert wurde. Heute gibt es in den USA mehr als 500 CLIA-zertifizierte Genetiklabors.Die meisten Tests erfordern eine Blut- oder Speichelprobe oder einen Tupfer von der Innenseite Ihrer Wange (bekannt als bukkaler Abstrich). Abhängig von den Zielen des Tests sind möglicherweise nur einige Tropfen Blut oder mehrere Durchstechflaschen erforderlich. Bei Krebspatienten kann eine Biopsie eines Tumors oder Knochenmarks erforderlich sein.
Nach Erhalt der Probe dauert es in der Regel ein bis vier Wochen, bis die Ergebnisse vorliegen. Abhängig von der behandelten Erkrankung kann ein genetischer Berater zur Seite stehen, um Ihnen die Grenzen des Tests sowie die Bedeutung und Nichtbedeutung der Ergebnisse zu erläutern.
Sequenzierung der nächsten Generation
Next-Generation-Sequencing (NGS) ist das Hauptwerkzeug für genomische Tests. Es wird verwendet, um die genetische Sequenz von Millionen kurzer DNA-Segmente zu identifizieren und zu bewerten, die als "Reads" bezeichnet werden. Die Lesevorgänge werden dann zu einer vollständigen Sequenz zusammengefasst, um zu bestimmen, welche genetischen Variationen (Varianten) vorhanden sind und was sie bedeuten.NGS ist äußerst flexibel und kann verwendet werden, um nur einige wenige Gene zu sequenzieren, beispielsweise für ein Panel für erblichen Brustkrebs, oder das gesamte Genom, das typischerweise für Forschungszwecke zum Screening auf seltene Krankheiten verwendet wird.
Da die meisten Varianten nur geringe oder keine bekannten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, werden sie herausgefiltert, um die wenigen zu identifizieren, die für die Medizin von Bedeutung sind. Diese Varianten werden dann auf einer Fünf-Punkte-Skala bewertet, die von Folgendem reicht:
- Gutartig (nicht krankheitsverursachend)
- Wahrscheinlich gutartig
- Unsicher
- Wahrscheinlich pathogen (krankheitsverursachend)
- Pathogen
Primär- und Sekundärergebnisse
Ergebnisse, die in direktem Zusammenhang mit einer vermuteten Erkrankung stehen, werden als primäre Ergebnisse bezeichnet, während medizinisch bedeutsame, aber nicht damit zusammenhängende Ergebnisse als sekundäre (oder zufällige) Ergebnisse bezeichnet werden.Sekundärbefunde sind häufig relevant und können das genetische Risiko einer Person für eine zukünftige Krankheit, den Trägerstatus oder pharmakogenetische Befunde (wie Ihr Körper ein bestimmtes Medikament verarbeitet) aufzeigen. In einigen Fällen können auch Tests bei Ihren Eltern durchgeführt werden, um herauszufinden, welche Varianten gemeinsam genutzt werden und welche de novo (nicht vererbt).
Genomische Tests bei Krebs
Die Entwicklung genomischer Tests ging mehr oder weniger mit dem Aufkommen gezielter Krebstherapien einher. Als die Wissenschaftler begannen zu verstehen, wie bestimmte genetische Varianten normale Zellen in krebsartige verwandelten, konnten sie Tests entwickeln, um nach bestimmten Varianten zu suchen und Medikamente zu entwickeln, die auf diese Gene abzielen.Heutzutage sind genomische Tests ein immer wichtigerer Bestandteil der Behandlung und des Managements vieler verschiedener Krebsarten, einschließlich Brustkrebs und Lungenkrebs.
Während Gentests dazu beitragen können, das Krebsrisiko einer Person zu identifizieren, helfen uns Gentests dabei, die genetischen Marker zu identifizieren, die mit dem Merkmal der Krankheit verbunden sind. Es ermöglicht uns, das wahrscheinliche Verhalten eines Tumors vorherzusagen, einschließlich dessen, wie schnell er wachsen wird und wie wahrscheinlich es ist, dass er metastasiert.
Dies ist wichtig, da die Zellen eines Tumors für eine schnelle Mutation anfällig sind. Selbst wenn eine einzige genetische Variante für die Entstehung eines Tumors verantwortlich ist, kann die Krankheit selbst viele verschiedene Verläufe annehmen, einige aggressive und andere nicht. Während ein Gentest zur Identifizierung der Malignität beitragen kann, kann ein Gentest die wirksamsten Behandlungsmethoden ermitteln.
Wenn ein Tumor plötzlich mutiert, kann ein genomischer Test darüber hinaus feststellen, ob die Mutation für eine gezielte Therapie empfänglich ist. Ein solches Beispiel ist das Medikament Nerlynx (Neratinib), das zur Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs im Frühstadium angewendet wird.
Vergleich von genetischen und genomischen Tests bei Brustkrebs
Genetik
- Die Untersuchung von vererbten genetischen Merkmalen, einschließlich solcher, die mit bestimmten Krankheiten verbunden sind
- Die Genetik legt Ihr Risiko fest, Krebs von Ihren Eltern zu erben
- Der BRCA1- und BRCA2-Test kann Ihr Risiko für Brust- oder Eierstockkrebs vorhersagen
- Sobald Sie Ihr Brustkrebsrisiko kennen, können Sie Maßnahmen ergreifen, um Ihr Risiko aktiv zu reduzieren
Genomics
- Die Untersuchung der Aktivität und Interaktion von Genen im Genom, einschließlich ihrer Rolle bei bestimmten Krankheiten
- Sobald Sie Krebs haben, bestimmt die Genomik, wie sich der Tumor verhält
- Mit den Brustkrebstests Oncotype DX und PAM50 können Sie ein Tumorprofil erstellen und das Ansprechen auf eine Chemotherapie vorhersagen
- Anhand der Ergebnisse des Genomtests können Sie und Ihr Arzt entscheiden, welche Behandlungsoptionen nach einer Operation am besten geeignet sind
Home Genomic Testing
Heimgenomische Tests haben bereits unser tägliches Leben infiltriert, angefangen mit der Veröffentlichung des Direct-to-Consumer-Kits 23andMe für das Heimgenom im Jahr 2007.Während einige häusliche Gentests, wie der AncestryDNA- und der National Geographic Geno 2.0-Test, ausschließlich dazu gedacht waren, die Herkunft einer Person nachzuvollziehen, boten 23andMe den Verbrauchern die Möglichkeit, das Risiko bestimmter genetischer Gesundheitsstörungen zu ermitteln.
Es ist ein Geschäftsmodell, das mit Herausforderungen behaftet ist. Im Jahr 2010 ordnete die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA 23andMe und andere Hersteller gesundheitsbezogener Gentests an, den Verkauf der Produkte einzustellen, die der Aufsichtsbehörde nach Bundesrecht als "Medizinprodukte" galten.
Nach jahrelangen Verhandlungen mit der FDA wurde 23andMe im April 2016 das Recht eingeräumt, ihren persönlichen Genomdienst für genetische Gesundheitsrisiken freizugeben, der Informationen über die Veranlagung einer Person zu den folgenden 10 Krankheiten liefern kann:
- Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (eine genetisch bedingte Störung im Zusammenhang mit Lungen- und Lebererkrankungen)
- Zöliakie
- Früh einsetzende primäre Dystonie (eine unfreiwillige Bewegungsstörung)
- Faktor XI-Mangel (eine Blutgerinnungsstörung)
- Gaucher-Krankheit Typ 1
- Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (eine Störung der roten Blutkörperchen)
- Hereditäre Hämochromatose (eine Eisenüberladungsstörung)
- Hereditäre Thrombophilie (eine Blutgerinnungsstörung)
- Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit
- Parkinson-Krankheit
Trotz der Vorteile dieser Produkte bestehen bei einigen Befürwortern weiterhin Bedenken hinsichtlich des potenziellen Risikos einer Diskriminierung, wenn genetische Informationen ohne Genehmigung eines Verbrauchers weitergegeben werden. Einige weisen darauf hin, dass der Pharmakonzern GlaxoSmithKline (GSK) bereits in 23andMe investiert und plant, die Testergebnisse der über fünf Millionen Kunden für die Entwicklung neuer Arzneimittel zu nutzen.
Um der Kritik entgegenzuwirken, teilte 23andMe der FDA mit, dass die Ergebnisse "deidentifiziert" würden, was bedeutet, dass die Identität und Informationen des Verbrauchers nicht an GSK weitergegeben würden.
