Was Genomtests über Gesundheitsrisiken sagen können

Genomische Tests sind eine Art von Test, der nicht nur Ihre Gene untersucht, sondern auch die Art und Weise, wie Ihre Gene interagieren und was diese Interaktionen für Ihre Gesundheit bedeuten.

Genomtests werden oft mit Gentests verwechselt. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Gentests darauf ausgelegt sind, eine einzelne Genmutation (wie die BRCA1- und BRCA2-Mutationen im Zusammenhang mit Brust- und Eierstockkrebs) zu erkennen, während genomische Tests alle Ihre Gene untersuchen.

Durch einen umfassenderen Blick auf Ihre genetische Ausstattung – einschließlich der Sequenzierung Ihrer Gene und ihres gegenseitigen Einflusses – können Genomtests Aufschluss darüber geben, wie Ihr Körper auf molekularer Ebene funktioniert und was dies in Bezug auf Krankheitsrisiko, Progression oder Wiederauftreten.

Genomische Tests werden häufig in der Krebsbehandlung verwendet, um festzustellen, wie sich ein Tumor wahrscheinlich verhalten wird. Dies kann Gesundheitsdienstleistern helfen, vorherzusagen, wie aggressiv Ihr Krebs sein wird und ob er sich wahrscheinlich auf andere Teile des Körpers ausbreitet (metastasiert).

Genetik vs. Genomik

Obwohl Genetik und Genomik beide mit Genen in Verbindung gebracht werden, haben sie völlig unterschiedliche Ziele und Anwendungen.

Genetik

Genetik ist die Untersuchung der Auswirkungen, die Gene auf ein Individuum haben. Gene geben dem Körper Anweisungen zur Herstellung von Proteinen; die Proteine ​​wiederum bestimmen die Struktur und Funktion jeder Körperzelle. Die Gene bestehen aus Bausteinen, die als DNA bezeichnet werden und in einer Reihe namens „Basen“ angeordnet sind. Die Reihenfolge oder Sequenzierung der Basen bestimmt, welche Anweisungen wann gesendet werden.

Während viele Gene kodiert sind, um spezifische Proteine ​​zu produzieren, regulieren andere nicht kodierte Gene, wie und wann die Proteine ​​produziert werden (im Wesentlichen das An- und Ausschalten bestimmter Gene). Jede Abweichung in der Funktionsweise eines Gens kann das Risiko für bestimmte Krankheiten beeinflussen, je nachdem, welche Proteine ​​betroffen sind.

In einigen Fällen kann eine einzelne Genmutation zu Krankheiten wie Mukoviszidose, Muskeldystrophie und Sichelzellanämie führen.

Genomik

Genomik ist das Studium der Struktur, Funktion, Kartierung und Evolution des kompletten DNA-Satzes, einschließlich aller Gene. Das genetische Material und alle Sequenzen werden als Genom bezeichnet. Ziel der Genomik ist es, die Funktion und Struktur eines Genoms zu analysieren, um:

• Verstehen Sie, wie sich komplexe biologische Systeme wie das Herz-Kreislauf-System und das endokrine (Hormon-)System gegenseitig beeinflussen
• Sagen Sie voraus, welche Probleme auftreten können, wenn genetische Wechselwirkungen normale biologische Funktionen beeinträchtigen

Insgesamt gibt es im menschlichen Genom zwischen 20.000 und 25.000 verschiedene Protein-kodierende Gene und etwa 2.000 nicht-kodierte regulatorische Gene.

Genomik ist wichtig, weil sie uns hilft zu verstehen, warum manche Menschen genetisch für bestimmte Krankheiten veranlagt sind (auch wenn wir nicht verstehen, wie bestimmte Gene interagieren). Anstatt einen einzelnen genetischen Signalweg zu identifizieren, bewertet die Genomik die Vielzahl genetischer Variablen, die die Entwicklung und/oder Behandlung einer Krankheit wie Krebs oder Diabetes beeinflussen.

Durch das Verständnis dieser sich ständig ändernden Variablen können Gesundheitsdienstleister fundiertere Behandlungsentscheidungen treffen, oft präventiv.

Rolle des Genomtests

Genomische Tests basieren auf unserem aktuellen Verständnis des menschlichen Genoms, ein Prozess, der mit dem kollaborativen Human Genome Project von 1990 bis 2003 begann.

In den letzten Jahren konnten Wissenschaftler zunehmend erkennen, welche genetischen Anomalien nicht nur auf die Entwicklung einer Krankheit, sondern auch auf die Merkmale der Krankheit zurückzuführen sind. Dies hat Erkenntnisse darüber geliefert, warum manche Menschen aggressivere Krebsformen entwickeln, mit HIV länger leben oder auf bestimmte Formen der Chemotherapie nicht ansprechen.

Während Gentests eine vermutete genetische Erkrankung bestätigen oder ausschließen können, geht die Genomik bei den Tests noch einen Schritt weiter und bietet uns:

• Risikomarker zum Screening auf Krankheiten

• Prognostische Marker, um vorherzusagen, wie schnell eine Krankheit fortschreitet, wie wahrscheinlich ein Wiederauftreten ist und wie wahrscheinlich der Ausgang einer Krankheit ist

• Prädiktive Marker, um Behandlungsentscheidungen zu leiten und Toxizität zu vermeiden

• Reaktionsmarker zur Bestimmung der Wirksamkeit verschiedener Behandlungen

Obwohl sich die Genomik unabhängig von allen anderen Faktoren auf die Auswirkungen unserer genetischen Ausstattung konzentriert, wird sie nicht isoliert verwendet.

Die wachsende Bewegung in Richtung personalisierte Medizin verändert unseren Umgang mit Krankheiten im Allgemeinen. Anstelle einer Einheitslösung berücksichtigt die personalisierte Medizin die hohe Variabilität in Genetik, Umwelt und Lebensstil, um für jeden Einzelnen eine maßgeschneiderte Lösung anzubieten.

So funktioniert der Test

Genomische Tests werden in der Regel als eine Reihe von gezielten Genen angeboten, die von einer Analyse genetischer „Hot Spots“ (gut etablierte Mutationsstellen) bis hin zur vollständigen Gensequenzierung reichen. Die Tests werden normalerweise in einem spezialisierten Labor durchgeführt, das nach den Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) von 1988 zertifiziert ist. Heute gibt es in den Vereinigten Staaten mehr als 500 CLIA-zertifizierte Genetiklabore.

Nachdem die Probe entnommen wurde, dauert es in der Regel zwischen einer und vier Wochen, bis die Ergebnisse vorliegen. Abhängig von der zu behandelnden Erkrankung kann ein genetischer Berater zur Verfügung stehen, um Ihnen zu helfen, die Grenzen des Tests zu verstehen und was die Ergebnisse bedeuten und was nicht.

Sequenzierung der nächsten Generation

Next-Generation-Sequencing (NGS) ist das wichtigste Werkzeug für Genomtests. Es wird verwendet, um die genetische Sequenz von Millionen kurzer DNA-Segmente, die als „Reads“ bezeichnet werden, zu identifizieren und auszuwerten. Die Reads werden dann zu einer vollständigen Sequenz zusammengestellt, um festzustellen, welche genetischen Variationen (Varianten) vorhanden sind und was sie bedeuten.

NGS ist äußerst flexibel und kann verwendet werden, um nur 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 kaum oder keine bekannten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, werden sie herausgefiltert, um die wenigen zu identifizieren, die medizinisch sinnvoll sind. Diese Varianten werden dann auf einer fünfstufigen Skala bewertet, die von:

1. Gutartig (nicht krankheitserregend)
2. Wahrscheinlich gutartig
3. Unsicher
4. Wahrscheinlich pathogen (krankheitserregend)
5. Pathogen

Während die meisten Labore die pathogenen und wahrscheinlich pathogenen Befunde melden, werden einige auch die unsicheren, wahrscheinlich gutartigen und gutartigen Befunde enthalten. Eine Interpretation von einem zertifizierten Genetiker wäre ebenfalls enthalten.

Primäre und sekundäre Ergebnisse

Ergebnisse, die in direktem Zusammenhang mit einer vermuteten Erkrankung stehen, werden als primäre Ergebnisse bezeichnet, während medizinisch bedeutsame, aber nicht in Zusammenhang stehende Ergebnisse als sekundäre (oder zufällige) Ergebnisse bezeichnet werden.

Sekundärbefunde sind oft relevant und können das genetische Risiko einer Person für eine zukünftige Krankheit, den Trägerstatus oder pharmakogenetische Befunde (wie Ihr Körper ein bestimmtes Medikament verarbeitet) aufdecken. In einigen Fällen können auch Tests an Ihren Eltern durchgeführt werden, um festzustellen, welche Varianten geteilt werden und welche de novo (nicht vererbt) sind.

Genomische Tests bei Krebs

Die Entwicklung genomischer Tests erfolgte mehr oder weniger zeitgleich mit dem Aufkommen zielgerichteter Krebstherapien. Als Wissenschaftler begannen zu verstehen, wie bestimmte genetische Varianten normale Zellen in Krebszellen verwandelten, konnten sie Tests entwickeln, um nach bestimmten Varianten zu suchen, und Medikamente entwickeln, die auf diese Gene abzielen.

Während Gentests helfen können, das Krebsrisiko einer Person zu identifizieren, helfen uns Genomtests, 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 wächst und wie wahrscheinlich es ist, dass er metastasiert.

Dies ist wichtig, da die Zellen eines Tumors anfällig für schnelle Mutationen sind. Auch wenn eine einzige genetische Variante für das Entstehen eines Tumors verantwortlich ist, kann die Krankheit selbst viele verschiedene Verläufe haben, manche aggressiv, andere nicht. Während ein Gentest helfen kann, die Malignität zu identifizieren, kann ein Genomtest die effektivsten Wege zu ihrer Behandlung identifizieren.

Darüber hinaus kann bei einer plötzlichen Mutation eines Tumors ein Genomtest erkennen, ob die Mutation für eine gezielte Therapie empfänglich ist. Ein solches Beispiel ist das Medikament Nerlynx (Neratinib), das zur gezielten Behandlung und Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs im Frühstadium eingesetzt wird.

Vergleich von genetischen und genomischen Tests bei Brustkrebs

Genomische Tests zu Hause

Heimgenomische Tests haben bereits unseren Alltag infiltriert, angefangen hauptsächlich mit der Veröffentlichung des 23andMe-Heimgenetikkits für den direkten Verbraucher im Jahr 2007.

Während einige genetische Heimtests wie der AncestryDNA- und der National Geographic Geno 2.0-Test ausschließlich darauf ausgelegt waren, die Abstammung einer Person zu ermitteln, bot 23andMe Verbrauchern die Möglichkeit, ihr Risiko für bestimmte genetische Gesundheitsstörungen zu ermitteln.

Es ist ein Geschäftsmodell, das mit Herausforderungen verbunden ist. Im Jahr 2010 ordnete die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) 23andMe und anderen Herstellern von gesundheitsbezogenen genetischen Heimtests an, den Verkauf der Geräte einzustellen, die die Aufsichtsbehörde nach Bundesrecht als „medizinische Geräte“ einstufte.

Im April 2016, nach jahrelangen Verhandlungen mit der FDA, wurde 23andMe das Recht eingeräumt, ihren genetischen Gesundheitsrisikotest für den Personal Genome Service herauszugeben, der Informationen über die Veranlagung einer Person für die folgenden 10 Krankheiten liefern kann:

• Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (eine genetische Störung im Zusammenhang mit Lungen- und Lebererkrankungen)
• Zöliakie
• Früh einsetzende primäre Dystonie (eine unwillkürliche Bewegungsstörung)
• Faktor-XI-Mangel (eine Blutgerinnungsstörung)

• Gaucher-Krankheit Typ 1

• Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (eine Erkrankung der roten Blutkörperchen)
• Hereditäre Hämochromatose (eine Eisenüberladungsstörung)
• Hereditäre Thrombophilie (eine Blutgerinnungsstörung)
• Spät einsetzende Alzheimer-Krankheit
• Parkinson-Krankheit

Die speichelbasierten Tests bieten die gleiche Genauigkeit wie die von Gesundheitsdienstleistern verwendeten.

Trotz der Vorteile dieser Produkte bestehen bei einigen Befürwortern nach wie vor Bedenken hinsichtlich des möglichen Diskriminierungsrisikos, falls genetische Informationen ohne Zustimmung des Verbrauchers weitergegeben werden. Einige weisen darauf hin, dass der Pharmariese GlaxoSmithKline (GSK) bereits an 23andMe beteiligt ist und die Testergebnisse der über fünf Millionen Kunden nutzen will, um neue Medikamente zu entwickeln.

Um der Kritik entgegenzuwirken, teilte 23andMe der FDA mit, dass die Ergebnisse „anonymisiert“ würden, was bedeutet, dass die Identität und Informationen des Verbrauchers nicht an GSK weitergegeben würden.