Molekulaardiagnostika labor tegeleb pärilike haiguste diagnostikaga. Laboris on kasutusel kaasaegsed tehnoloogiad nagu uue põlvkonna sekveneerimine (next generation sequencing - NGS), kiibi tehnoloogiad, samuti Sangeri sekveneerimine ja reaalaja-PCR.
Pärilike haiguste all mõistetakse haigusi, mis päranduvad geenides esinevate muutuste kaudu vanematelt lastele. Haigused võivad päranduda erineval viisil: autosoom-dominantselt, autosoom-retsessiivselt või X-liiteliselt. Kuna inimesel on kõiki kromosoome (va sugukromosoomid) kahes korduses, siis on meil ka kõiki geene kahes koopias. Üks geenikoopia (seda võib nimetada ka alleeliks) on päritud emalt ja teine isalt. Dominantselt päranduva haiguse avaldumiseks piisab ühe muteerunud geenikoopia ehk alleeli pärandumisest järglasele, seevastu retsessiivse haiguse avaldumiseks peab laps pärima muteerunud geenikoopia mõlemalt vanemalt. X-liitelise pärilikkuse korral on tegemist X-kromosoomil paikneva haigusseoselise muutuse pärandumisega, kusjuures haigus avaldub eelkõige meessoost isikutel teise geenikoopia puudumise tõttu (meestel on ainult üks X-kromosoom). Lisaks esineb veel mitokondriaalset pärilikkust. Mitokondriaalse genoomi pärime me ainult emalt, seetõttu pärandub mitokondriaalne haigus järglastele ainult emapoolselt.
Pärandumise viisid, modifitseeritud. 2022. Wikimedia Commons
Tänapäeval kasutatakse pärilike haiguste diagnostikaks enamasti ülegenoomseid uuringuid, kus uuritakse kas kogu inimese genoomi, eksoomi (kogu kodeeriv DNA) või kasutatakse erinevaid geenipaneele, näiteks päriliku vähi eelsoodumuse, intellektipuude või kaasasündinud väärarengute uurimiseks. Molekulaardiagnostika laboris kasutatakse ülegenoomseteks uuringuteks ja geenipaneeli analüüsideks Illumina sekveneerimisplatvorme.
Geneetilisi haigusi saab jagada monogeenseteks, multigeenseteks või multifaktoriaalseteks haigusteks. Monogeensed haigused on ühe kindla geeni poolt põhjustatud haigused, näiteks pärilik neurosensoorne kuulmislangus, mida põhjustavad GJB2 geeni muutused või tsüstiline fibroos, mida põhjustavad CFTR geeni muutused. Teadmised nende haiguste pärandumisest, avaldumisest ja teatud juhul ka ravist on tänu teadusuuringutele kättesaadavad ja heal tasemel ning nende diagnostika on suhteliselt lihtne. Keerulisem on diagnoosida multifaktoriaalseid haiguseid, kus pärilikule komponendile lisaks on ka keskkondlikud faktorid (geenid+elukeskkond) (nt autismi spektri häired, diabeet, depressioon) või multigeenseid haigusi, kus on tegemist mitmete geenide koosmõjuga (nt neurodegeneratiivsed haigused, 2. tüüpi diabeet). Multigeenselt päritav on näiteks ka inimese kasv ja silmade värv. Ülegenoomsete uuringute kasutamine kliinilises praktikas võimaldab neid haigusi paremini diagnoosida. Laboris on rutiinses kliinilises töös juba aastaid kasutusel trio-eksoomi analüüs, kus samaaegselt uuritakse nii last, kui ka tema bioloogilisi vanemaid. See võimaldab üles leida sellised geneetilised muutused, mis üksikanalüüsidel jääksid märkamata (nt haruldased muutused, mida pole varasemalt kirjeldatud, de novo ehk uustekkelised muutused). Samuti võimaldab selline lähenemine leida ka uusi geene ja seostada neid haigustega. Üha enam on hakatud pärilike haiguste diagnostikas kasutama ka kogu genoomi analüüsi. Meie laboris rakendatakse genoomi sekveneerimisel baseeruvat analüüsi kriitiliselt haigete vastsündinute uurimiseks. Kõiki eelpool kirjeldatud uuringuid on võimalik kasutada ka sünnieelse diagnostika eesmärgil, kus uuritakse lootematerjalist eraldatud DNAd.
Lisaks suuremahulistele geneetilistele uuringutele kasutatakse ka lihtsamaid ja kiiremaid uuringuid üksikute geneetiliste markerite määramiseks, milleks on näiteks tromboosiriskiga seotud Leideni ja protrombiini mutatsioonid, hemokromatoosiga seotud HFE geeni polümorfism või laktoositalumatusega seotud LCT geeni polümorfism.
Eraldi valdkonna moodustab pärilike kasvajasündroomide diagnostika. Paljudesse pahaloomulistesse kasvajatesse haigestumise risk on geneetiline, st kindlad geenimuutused suurendavad inimese eluea jooksul pahaloomulistesse kasvajatesse haigestumise riski. Näiteks päriliku rinna- ja munasarjavähiga seotud BRCA1 ja BRCA2 geenide muutused või päriliku jämesoolevähi ehk Lynchi sündroomiga seotud MLH1, MSH2, MSH6 ja PMS2 geenide muutused jne. Geneetilise riski hindamine pärilike kasvajate suhtes on vajalik siis, kui perekonnaanamnees toetab päriliku vähi hüpoteesi – suguvõsas on esinenud mitmetel isikutel ja nooremas eas (alla 50 a) näiteks rinna-, munasarja- või kolorektaalvähki. Vähiriski tõstva geenimuutuse olemasolul koostatakse patsiendile individuaalne jälgimisskeem ja on võimalik ka ennetav kirurgiline sekkumine. Päriliku vähi riski hindamist teostab meditsiinigeneetik või onkoloog ning vastav arst otsustab ka geeniuuringute vajaduse üle.
Kõige uuem ja kiiremini arenev valdkond molekulaardiagnostika laboris on vähkkasvajate molekulaarne profileerimine ehk somaatiliste geenimuutuste (kindla koega piiritletud geenimuutused, mis ei ole päritavad) uurimine kasvajakoest. Seda teostatakse erinevatel eesmärkidel: kasvajate tüpiseerimiseks; diagnoosi täpsustamiseks; või sobiva ravimikandidaadi leidmiseks. Tihtilugu ei ole histoloogiliselt võimalik kindlaks teha, mis tüüpi kasvajaga täpselt tegemist on (nt teatud ajukasvajad). Siin tulevad appi molekulaarsed analüüsid, kus uuritakse kindlaid geneetilisi markereid või geenide gruppe. Kasvajarakkudes toimuvad igasugused geneetilised ümberkorraldused nii geenisiseselt kui ka erinevate geenide ja kromosoomide lõikes. Paljud neist muutustest on kasvajaspetsiifilised (nt EGFR geeni mutatsioonid kopsu adenokartsinoomi korral või KRAS, NRAS või BRAF geeni mutatsioonid kolorektaalvähi korral). Spetsiifiliste muutuste esinemine või puudumine võib anda kasulikku infot kasvajavastase ravi määramiseks, kasvaja alatüübi kohta või ka haiguse prognoosi kohta.
Somaatiliste muutuste määramiseks kasvajakoest kasutatakse molekulaardiagnostika laboris reaalaja-PCR-il põhinevad täisautomatiseeritud Idylla platvormi (Biocartis NV), mis on mõeldud üksikute biomarkerite kiireks tuvastamiseks ning NGS tehnoloogial põhinevat Illumina TruSight Oncology 500 geenipaneeli, millega on võimalik uurida üle 500 kasvajatega seotud geeni. Võimalik on uurida kasvajarakke nii DNA kui RNA tasemel. Lisaks tahkete kasvajate uuringutele on kasutusel ka geenipaneelid erinevate vereloomekasvajate uurimiseks, nt krooniliste müeloproliferatiivsete haiguste paneel, millega uuritakse CALR, JAK2 ja MPL geene ning hematoloogiliste kasvajate somaatiliste muutuste paneel, mis katab 70 spetsiifilist geeni, mis on seotud müeloidsete pahaloomuliste kasvajatega (nt leukeemiad).
Uue suunana kasvajate molekulaargeneetilistes uuringutes on laboris juurutamisel somaatiliste geenimuutuste tuvastamine rakuvabast DNAst. See tähendab, et uuringumaterjalina saab kasutada patsiendi veeniverd, millest on eraldatud vereplasma ja sellest omakorda kasvajarakkudest vereringesse „lekkinud“ rakuvaba DNA. See võimaldub teostada uuringuid ka siis, kui näiteks biopsia võtmine ei ole võimalik.
Farmakogenoomika uurib, kuidas geneetilised erinevused mõjutavad ravimite ainevahetust organismis. Farmakogeneetilise analüüsi abil on võimalik hinnata ravimite potentsiaalsete kõrvaltoimete riski ja täpsustada ravimite annuseid. Lisaks võimaldab farmakogenoomika rakendada personaliseeritud meditsiini, kohandades ravimi valikut ja annust vastavalt patsiendi geneetilisele profiilile. Kuigi farmakogeneetika arvestamine raviotsuste tegemisel võib parandada ravitulemusi, vähendada kõrvaltoimete riski ja muuta haiguse ravi kuluefektiivsemaks, on oluline teada, et kõiki ravimeid ei saa farmakogeneetiliste lähenemisviiside abil võrdselt käsitleda. Oluline on märkida, et farmakogeneetiliste analüüside tulemused jäävad püsima kogu inimese elu jooksul, mis võimaldab ühest analüüsist saadud teavet rakendada erinevate haiguste raviskeemide väljatöötamiseks ja optimeerimiseks kogu elu jooksul. Arvestama peab sellega, et farmakogeneetiline taust ja vastavad kliinilised juhised on olemas ainult piiratud hulga ravimite kohta.
Geneetika ja personaalmeditsiini kliinik
L. Puusepa 2
telefon 731 9310
