Vyšetření fetální DNA z krve matky přináší nové možnosti v prenatální diagnostice

Cílená genetická diagnostika u dosud nenarozených dětí (tedy prenatální diagnostika) je stále relativně složitá. Hlavním problémem zůstává fakt, že lidský plod je bezpečně schován v děloze matky a získat vzorek pro genetické vyšetření plodu bylo dlouhodobě možné pouze za cenu invazivního zákroku (např. odběru plodové vody). Objev fetální DNA cirkulující v krvi matky byl zajisté významným přínosem pro prenatální diagnostiku. Klinické využití tohoto objevu však dosud naráží na řadu nepřekonaných překážek. V této oblasti proto probíhá intenzivní výzkum a přicházejí nové, dílčí objevy. O současných možnostech této metody informuje poslední studie týmu čínských vědců.

Jako prenatální diagnostika se obecně označuje soubor postupů prováděných za účelem vyšetření dosud nenarozeného lidského jedince. Prenatální diagnostika je založena na mezioborové spolupráci odborníků z oborů lékařské genetiky, gynekologie a porodnictví, ultrazvukové diagnostiky, klinické biochemie a dalších (Gregor et al., 2009). Z hlediska genetiky a genetických testů je hlavním problémem prenatální diagnostiky skutečnost, že plod je umístěn v děloze matky a každý vzorek plodu pro genetické vyšetření (ať již cytogenetické či molekulárně-genetické) je prozatím třeba získat standardními invazivními metodami (Gregor et al., 2009). Klasicky používanými metodami jsou amniocentéza (odběr plodové vody), CVS (Chorionic villus sampling - odběr choriových klků) a kordocentéza (punkce pupečníku) (Gregor a Šípek, 2009). Invazivní prenatální diagnostika je prováděna pouze v indikovaných případech pod kontrolou ultrazvuku, riziko spontánního potratu po provedení amniocentézy či CVS dosahuje zhruba 0,5 - 1 % (Tabor a Alfirevic, 2010). Nejčastěji prováděnou invazivní metodou v České republice je právě amniocentéza, následována CVS a kordocentézou (Gregor a Šípek, 2009).

Zobrazovací metody - jako například ultrazvuk - nejsou invazivní a mohou upozornit na řadu chorob či vad, ovšem získání vzorku pro genetické vyšetření je leckdy zcela zásadní. V roce 1997, tedy již před více jak 10 lety, byl objeven nový fenomén, který by mohl do prenatální diagnostiky přinést významný posun. Bylo zjištěno, že v krvi matky je možné zachytit volně cirkulující DNA plodu (Lo et al., 1997). Klíčovým signálem byla skutečnost, že v krvi matky byly objeveny specifické sekvence DNA, které jsou typické pro chromozom Y (ten je typický pouze pro mužské pohlaví a bylo tedy jasné, že tato DNA musí patřit plodu, konkrétně plodu mužského pohlaví) (Lo et al., 1997). Z toho vyplývá další zajímavý fenomén a tím je mikrochimérizmus. Tímto pojmem se označuje situace, kdy živý organizmus obsahuje určité množství buněk či DNA, které pochází z jiného jedince (Gammill a Nelson, 2010). Tato situace vzniká díky moderní medicíně relativně běžně, například po transfuzích, či transplantacích (kdy jsou do těla příjemce vpraveny cizí buňky), ale příkladem přirozeně vzniklého mikrochimérizmu je právě interakce mezi plodem a matkou v průběhu těhotenství (Gammill a Nelson, 2010).

Klinické využití tohoto fenoménu vypadá na první pohled slibně, je však stále trochu problematické. Určité úspěchy si však tento způsob diagnostiky již připsal. Pomocí vyšetření fetální DNA z krve matky již bylo možné prenatálně vyšetřit například Rh faktor plodu, beta-talasemii či některé další choroby, např. Huntingtonovu choreu či achondroplázii (Lo, 2005). Nicméně, jak zmiňuje poslední studie týmu vědců z Hongkongu, kterou opět vedl profesor Dennis Lo Yuk-ming (Lo et al., 2010), je tato metoda stále finančně nákladná pro rutinní diagnostiku. Existují také určité problémy, například limitace při rozlišení DNA matky a plodu a při interpretaci výsledků, které mohou být velmi komplexní a složité. Specifický přístup, který uplatnil tým profesora Lo však přináší nový pohled na možnosti této metody. Vědci provedli komplexní analýzu genetické informace nalezené v krvi matky. Objevili, že v krvi je kompletně zastoupen genom matky i plodu (genom matky je samozřejmě zastoupen ve výrazně větším množství), a také že existuje rozdíl mezi průměrnou velikostí fragmentů DNA matky a DNA plodu (Lo et al., 2010). Vědci identifikovali DNA plodu na základě znalosti DNA otce, neboť v DNA plodu lze nalézt určité specifické markery, které matka nemá, a tudíž je plod mohl zdědit pouze od svého otce. V rámci této široké genomové analýzy vědci prokázali u vyšetřovaného plodu beta talasemii, což je dědičná porucha struktury krevního barviva - hemoglobinu, způsobená mutací v genu pro globin B (lokalizace: 11p15.5) (OMIM: 141900).

Závěrem lze shrnout, že použitý přístup představuje další pokrok v genetické diagnostice v rámci neinvazivních metod prenatální diagnostiky. Ačkoliv je tato metoda stále spíše omezená na experimentální využití, je to právě výzkum v této oblasti, který dává do budoucna naději, že jednoho dne bude možné genetické vyšetření plodu standardně provádět v rámci neinvazivní diagnostiky.

Autor: MUDr. Antonín Šípek

Použité zdroje:

Originální studie:

Lo Y. M., Chan K. C. A., Sun H. et al. (2010) Maternal Plasma DNA Sequencing Reveals the Genome-Wide Genetic and Mutational Profile of the Fetus. Sci Transl Med 61(2):61-91.

Zdroj:

Decoding Fetal DNA From Mother's Blood Opens Door To Single Prenatal Test For Multiple Genetic Disorders

Další použité zdroje:

Gammill H. S., Nelson J. L. (2010) Naturally acquired microchimerism.Int J Dev Biol. 54(2-3):531-43.

Gregor V., Šípek A. (2009) Efektivita prenatální diagnostiky v České republice. Actual Gyn 1:25-29

Gregor V., Šípek A., Šípek A. jr. et al. (2009) Prenatální diagnostika chromozomálních aberací Česká republika: 1994 - 2007. Čes. Gynek. 74(1):44-54.

Lo Y. M. (2005) Recent advances in fetal nucleic acids in maternal plasma. J Histochem Cytochem. 53(3):293-6.

Lo Y. M., Corbetta N., Chamberlain P. F. et al. (1997) Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum. Lancet. 350(9076):485-7.

Tabor A., Alfirevic Z. (2010) Update on procedure-related risks for prenatal diagnosis techniques. Fetal Diagn Ther. 27(1):1-7.

Wright C. F., Burton H. (2009) The use of cell-free fetal nucleic acids in maternal blood for non-invasive prenatal diagnosis. Hum Reprod Update 15(1):139-51

Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM (TM). Johns Hopkins University, Baltimore, MD. MIM Number: 141900: 11/3/2010: World Wide Web URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/

Obrazové přílohy:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gray38.png

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chromosome_en.svg