Was können Sie mit Genomic Testing über Gesundheitsrisiken sagen?

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

Genomische Tests werden oft mit Gentests verwechselt. Der Hauptunterschied besteht darin, dass genetische Tests darauf ausgelegt sind, eine einzelne Genmutation (z. B. die mit Brust- und Eierstockkrebs assoziierten Mutationen BRCA1 und BRCA2) zu erkennen, während bei genomischen Tests alle Ihre Gene untersucht werden.

Durch einen umfassenderen Blick auf Ihre genetische Ausstattung - einschließlich der Sequenzierung Ihrer Gene und ihrer gegenseitigen Beeinflussung - können Genomtests Einblicke in die Funktionsweise Ihres Körpers auf molekularer Ebene und in Bezug auf das Krankheitsrisiko, das Fortschreiten der Erkrankung oder das Fortschreiten der Krankheit geben Wiederholung.

In der Krebsbehandlung werden häufig genomische Tests verwendet, um zu bestimmen, wie sich ein Tumor wahrscheinlich verhält. Dies kann Ärzten dabei helfen, vorherzusagen, wie aggressiv Ihr Krebs sein wird und ob er sich wahrscheinlich auf andere Teile des Körpers ausbreiten (Metastasenbildung) lässt.

Genomische Tests sind ein zentrales Instrument bei der Entwicklung der personalisierten Medizin, die darauf abzielt, Behandlungen, Produkte und Praktiken individuell anzupassen.

Genetik vs. Genomik

Genetik und Genomik sind zwar beide mit Genen verbunden, sie haben jedoch 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, der DNA, die in einer Kette namens Basen angeordnet sind. Die Reihenfolge oder Reihenfolge der Basen bestimmt, welche Anweisungen wann gesendet werden.

Während viele Gene kodiert werden, um spezifische Proteine ​​zu produzieren, regeln andere nicht kodierte Gene, wie und wann die Proteine ​​produziert werden (im Wesentlichen schalten bestimmte Gene ab und aus). Jede Abweichung in der Funktionsweise eines Gens kann abhängig von den betroffenen Proteinen das Risiko für bestimmte Krankheiten beeinflussen.

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

Gentests können auch nach genetischen Mutationen suchen, die Sie möglicherweise von Ihren Eltern geerbt haben, um entweder eine Diagnose zu bestätigen, ein zukünftiges Risiko vorherzusagen oder um festzustellen, ob Sie ein Träger sind.

Genomics

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

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

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

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

Im Gegensatz zur Genetik ist die Genomik nicht auf vererbbare Mutationen beschränkt. Es zeigt auf, wie Ihre genetische Ausstattung den Verlauf einer Krankheit beeinflusst und umgekehrt, wie Umwelt, Lebensstil und Medikamentenbehandlung Mutationen auslösen können, die diesen Verlauf verändern. Durch das Verständnis dieser sich ständig ändernden Variablen können Ärzte fundiertere Entscheidungen in der Behandlung treffen, oftmals präventiv.

Rolle der genomischen Testung

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 einberufenen Jahren konnten Wissenschaftler zunehmend erkennen, welche genetischen Anomalien nicht nur zur Entstehung einer Krankheit, sondern auch zu den Merkmalen der Krankheit führen. Dadurch wurde Einsicht gewonnen, warum manche Menschen aggressivere Krebsformen entwickeln, länger mit HIV leben oder auf bestimmte Formen der Chemotherapie nicht ansprechen.

Während Gentests einen vermuteten genetischen Zustand bestätigen oder ausschließen können, muss die Genomik noch einen Schritt weiter gehen:

• Risikomarker um auf Krankheiten zu screenen
• Prognostische Marker Vorhersagen, wie schnell sich eine Krankheit entwickeln wird, wie wahrscheinlich es ist, dass sie wieder auftritt, und wie wahrscheinlich eine Krankheit ist
• Prädiktive Marker Behandlungsmöglichkeiten und Vermeidung von Toxizität
• Antwortmarker um die Wirksamkeit verschiedener Behandlungen zu bestimmen

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

Die zunehmende Bewegung hin zur personalisierten Medizin verändert den Umgang mit Krankheiten im Allgemeinen. Anstatt eine einheitliche Lösung zu finden, berücksichtigt die personalisierte Medizin die große Variabilität in Genetik, Umwelt und Lebensstil, um eine maßgeschneiderte Lösung für jeden Einzelnen zu bieten.

Wie funktioniert der Test?

Genomische Tests werden in der Regel als Auswahl von Zielgenen angeboten, die von der Analyse genetischer "Hot Spots" (etablierte Mutationsstellen) bis hin zur vollständigen Gensequenzierung reichen. Die Tests werden in der Regel in einem spezialisierten Labor durchgeführt, das 1988 nach den Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA) zertifiziert wurde. Heute gibt es in den USA mehr als 500 CLIA-zertifizierte Genetiklabors.

Die meisten Tests erfordern eine Blut- oder Speichelprobe oder einen Abstrich der Wangeninnenseite (als bukkaler Abstrich bezeichnet). Je nach Testziel sind möglicherweise nur wenige Tropfen Blut oder mehrere Durchstechflaschen erforderlich. Bei Krebspatienten kann eine Biopsie eines Tumors oder Knochenmarks erforderlich sein.

Sobald die Probe erhalten 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 die Einschränkungen des Tests und die Bedeutung der Ergebnisse zu verstehen.

Next-Generation Sequencing

Next Generation Sequencing (NGS) ist das Hauptwerkzeug für Genom-Tests. Es wird verwendet, um die genetische Sequenz von Millionen von kurzen DNA-Abschnitten, die "Reads" genannt werden, zu identifizieren und zu bewerten. Die Reads werden dann zu einer vollständigen Sequenz zusammengefügt, um zu bestimmen, welche genetischen Variationen (Varianten) vorhanden sind und was sie bedeuten.

NGS ist äußerst flexibel und kann nur für die Sequenzierung einiger Gene verwendet werden, beispielsweise für ein erbliches Brustkrebs-Panel oder das gesamte Genom, das üblicherweise zu Forschungszwecken für das Screening auf seltene Krankheiten verwendet wird.

Da die meisten Varianten wenig 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 Fünf-Punkte-Skala bewertet:

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

Während die meisten Labore die pathogenen und wahrscheinlichen pathogenen Befunde berichten, werden einige auch die unsicheren, wahrscheinlich gutartigen und benignen Befunde einschließen. Eine Interpretation eines zertifizierten Genetikers wäre ebenfalls enthalten.

Primäre und sekundäre Ergebnisse

Ergebnisse, die in direktem Zusammenhang mit einem Verdachtsfall stehen, beziehen sich auf primäre Ergebnisse, während solche, die medizinisch bedeutsam, aber nicht verwandt sind, sekundäre (oder zufällige) Ergebnisse genannt werden.

Sekundäre Befunde sind häufig relevant und können das genetische Risiko einer Person in Bezug auf eine zukünftige Krankheit, den Trägerstatus oder pharmakogenetische Befunde (wie Ihr Körper ein bestimmtes Medikament verarbeitet) aufdecken. In einigen Fällen können auch Tests mit Ihren Eltern durchgeführt werden, um zu ermitteln, welche Varianten gemeinsam genutzt werden und welche de novo (nicht vererbt)

Genomische Tests bei Krebs

Die Entwicklung genomischer Tests fand mehr oder weniger parallel zum Aufstieg zielgerichteter Krebstherapien statt. Als die Wissenschaftler begannen, zu verstehen, wie bestimmte genetische Varianten aus normalen Zellen krebsartige Zellen machten, konnten sie Tests entwickeln, um nach bestimmten Varianten zu suchen und Arzneimittel zu entwickeln, um diese Gene anzugreifen.

Heute sind genomische Tests ein zunehmend wichtiger Bestandteil der Behandlung und Behandlung vieler verschiedener Krebsarten, einschließlich Brustkrebs und Lungenkrebs.

Während genetische Tests dazu beitragen können, das Krebsrisiko einer Person zu identifizieren, können wir mit Hilfe von genomischen Tests die genetischen Marker identifizieren, die mit dem Merkmal der Krankheit in Verbindung stehen. Es erlaubt uns, das wahrscheinliche Verhalten eines Tumors vorherzusagen, einschließlich der Geschwindigkeit, mit der er wachsen wird und wie wahrscheinlich es ist, zu metastasieren.

Dies ist wichtig, da die Zellen eines Tumors zu einer schnellen Mutation neigen. Selbst wenn eine einzelne genetische Variante für den Tumoranstieg verantwortlich ist, kann die Erkrankung selbst viele verschiedene Verläufe haben, einige aggressiv und andere nicht. Während ein genetischer Test zur Identifizierung der Malignität beitragen kann, kann ein genomischer Test die effektivsten Behandlungsmethoden identifizieren.

Wenn ein Tumor plötzlich mutiert, kann ein genomischer Test feststellen, ob die Mutation für eine gezielte Therapie empfänglich ist. Ein solches Beispiel ist das Medikament Nerlynx (Neratinib), das zur Bekämpfung und Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs im Frühstadium verwendet wird.

Vergleich der genetischen und genomischen Tests bei Brustkrebs

Genetik

• Die Erforschung genetischer Merkmale, 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 senken

Genomics

• Untersuchung der Aktivität und Interaktion von Genen im Genom, einschließlich ihrer Rolle bei bestimmten Krankheiten

• Wenn Sie Krebs haben, bestimmt die Genomik, wie sich der Tumor verhält

• Die Oncotype DX- und PAM50-Brustkrebstests werden verwendet, um einen Tumor zu profilieren und vorherzusagen, wie Sie auf eine Chemotherapie reagieren werden

• Basierend auf den Ergebnissen des genomischen Tests können Sie und Ihr Arzt entscheiden, welche Behandlungsoptionen nach einer Operation am besten geeignet sind

Home Genomic Testing

Tests zum Testen der Genomik von Haushalten haben unseren Alltag bereits infiltriert, angefangen bei der Veröffentlichung des direkten Home-Gen-Kits 23andMe für Privatanwender im Jahr 2007.

Während einige genetische Tests für den Haushalt, wie der AncestryDNA- und der National Geographic Geno 2.0-Test, ausschließlich zur Ermittlung der Abstammung einer Person gedacht waren, bot 23andMe den Verbrauchern die Möglichkeit, ihr Risiko für bestimmte genetische Erkrankungen zu ermitteln.

Es ist ein Geschäftsmodell, das vor Herausforderungen gestanden hat. Im Jahr 2010 ordnete die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) 23andMe und andere Hersteller von gesundheitsbezogenen Gentests an, den Verkauf der Geräte einzustellen, die nach Ansicht des Regulators "medizinische Geräte" im Sinne des Bundesgesetzes waren.

Im April 2016, nach jahrelangen Verhandlungen mit der FDA, wurde 23andMe das Recht eingeräumt, den Test für das genetische Gesundheitsrisiko des Personal Genome Service freizugeben, der Informationen über die Prädisposition einer Person für die folgenden 10 Krankheiten liefert:

• Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (eine genetische Störung, die mit Lungen- und Lebererkrankungen in Verbindung steht)
• Zöliakie
• Früh einsetzende primäre Dystonie (eine unwillkürliche Bewegungsstörung)
• Faktor XI-Mangel (eine Blutgerinnungsstörung)
• Gaucher-Krankheitstyp 1
• Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel (eine Störung der roten Blutkörperchen)
• Hereditäre Hämochromatose (Eisenüberlastungsstörung)
• Hereditäre Thrombophilie (eine Blutgerinnungsstörung)
• Alzheimer-Krankheit mit spätem Beginn
• Parkinson-Krankheit

Die auf Speichel basierenden Tests bieten die gleiche Genauigkeit wie die von Ärzten verwendeten.

Trotz der Vorteile dieser Produkte bestehen bei einigen Befürwortern weiterhin Bedenken hinsichtlich des potenziellen Diskriminierungsrisikos, falls genetische Informationen ohne Genehmigung des Verbrauchers weitergegeben werden. Einige weisen darauf hin, dass der Pharmakonzern GlaxoSmithKline (GSK) bereits Investor bei 23andMe ist und beabsichtigt, die Testergebnisse der über fünf Millionen Kunden für die Entwicklung neuer Pharmazeutika zu nutzen.

Um der Kritik entgegenzuwirken, riefen 23andMe der FDA zu, dass die Ergebnisse "deidentifiziert" werden würden, was bedeutet, dass die Identität und Information des Verbrauchers nicht mit GSK geteilt werden.