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Ein sicherer Test für das Down-Syndrom
Seit der Entdeckung, dass das Blut einer schwangeren Frau Spuren der DNA ihres Babys enthält, haben Forscher nach Wegen gesucht, diese DNA auf genetische Anomalien zu untersuchen. Ein neuer Test entwickelt von Stephen Quake und seine Kollegen bei Universität in Stanford bringt uns einem nichtinvasiven Bluttest zur Diagnose von Störungen wie dem Down-Syndrom bei einem Fötus einen Schritt näher.
Chromosomentrio: Menschen mit Down-Syndrom haben drei Kopien von Chromosom 21 statt der üblichen zwei.
Der neue Test verwendet leistungsstarke DNA-Sequenzierungstechniken, um kurze Fragmente der DNA eines Babys aus dem Blut seiner Mutter zu amplifizieren und die Chromosomen zu kartieren. Die Methode zeigt die zusätzlichen Kopien von Chromosomen – Aneuploidie – charakteristisch für bestimmte genetische Störungen, einschließlich des Down-Syndroms, bei dem es drei statt zwei Kopien von Chromosom 21 gibt.
Jetzt nähern wir uns der Zeit, in der es keinen Screening-Test, sondern einen definitiven nicht-invasiven Test geben wird, sagt Joe Leigh Simpson von Florida International University . Simpson war nicht an Quakes Arbeit beteiligt.
Der Test erfasste alle neun Fälle von Down-Syndrom bei 18 Frauen in einer Studie, über die heute in der berichtet wurde Proceedings of the National Academy of Sciences . Es wurden auch zwei Fälle von Edward-Syndrom nachgewiesen, bei denen eine zusätzliche Kopie von Chromosom 18 vorhanden ist, und ein Fall von Patau-Syndrom, das durch drei Kopien von Chromosom 13 gekennzeichnet ist.
Das ist sehr spannend, sagt Farideh Bischoff , ein Zytogenetiker mit Biozept , ein Biotech-Unternehmen mit Sitz in San Diego. Es ist mächtig. Bischoff war an Quakes Arbeit nicht beteiligt.
Derzeit ist der Goldstandard für die pränatale Diagnose des Down-Syndroms die Amniozentese, bei der eine große Nadel direkt neben dem Baby in die Mutter gestochen wird, um eine Fruchtwasserprobe zu entnehmen, erklärt Quake, der auch Ermittler für die Howard Hughes Medical Institute . Es besteht die Gefahr einer Fehlgeburt, einer Infektion oder einer Schädigung des Fötus. Eine Diagnose kann auch durch eine Chorionzottenbiopsie gestellt werden, bei der Gewebe aus der Plazenta verwendet wird, jedoch ein höheres Risiko für eine Fehlgeburt besteht als die Amniozentese. Die Fruchtwasser- oder Plazentaproben werden daraufhin untersucht, ob der Fötus drei Kopien von Chromosom 21 besitzt.
Die Technik von Quake nutzt die Tatsache, dass kleine Mengen DNA eines Fötus im Blut seiner Mutter zirkulieren. Ein Teil der DNA befindet sich in intakten fötalen Zellen, aber vor etwa einem Jahrzehnt entdeckten Forscher, dass das Blut einer schwangeren Frau auch frei schwebende fötale DNA enthält. Im Gegensatz zu intakten Zellen verweilt zellfreie fötale DNA nicht von einer Schwangerschaft zur anderen. Es ist auch häufiger als das von intakten Zellen, aber immer noch selten genug, um es schwer zu erkennen.
Quake und seine Kollegen nahmen Blutproben von schwangeren Frauen, bei denen ein hohes Risiko für die Geburt eines Babys mit Aneuploidie galt, und verwendeten Hochdurchsatz-Sequenzierung, um DNA-Fragmente von Mutter und Fötus zu amplifizieren und deren Chromosomen zu kartieren. Dann untersuchten sie die Materialmenge jedes Chromosoms. Ein Übermaß an einem bestimmten Chromosom wies auf eine genetische Störung hin. Die Ergebnisse, sagt Quake, können so genau sein, wie Sie möchten, indem Sie einfach mehr Fragmente sequenzieren.
Es ist ein Schritt nach vorne, fügt James Egan, Vorsitzender der Abteilung für Geburtshilfe und Gynäkologie an der Gesundheitszentrum der University of Connecticut . Es hat großes Potenzial, aber es ist noch nicht bereit für die Hauptsendezeit. Egan trug nicht zur Stanford-Studie bei. Quakes Team plant nun eine größere Studie mit mehreren hundert Schwangeren.
Die Kosten für die in der Studie verwendete Sequenzierung betrugen 700 US-Dollar pro Probe, aber Quake sagt, dass sie seitdem auf 300 US-Dollar gesunken sind, da die Kosten für die Technologie weiter sinken. Wenn es wirklich für 700 US-Dollar durchgeführt werden kann, könnte es das Feld revolutionieren, sagt Simpson.
Quakes Team testete Frauen im zweiten Schwangerschaftstrimester, obwohl er glaubt, dass der Test bereits nach 10 Wochen einer Schwangerschaft durchgeführt werden könnte. Ein Ersttrimester-Test auf das Down-Syndrom wäre vorzuziehen, damit die Eltern mehr Zeit haben, um zu entscheiden, ob sie die Schwangerschaft abbrechen oder sich auf die Geburt eines Babys mit der Störung vorbereiten möchten.
Die Methode von Quake ist einer von mehreren unterschiedlichen Ansätzen für das Problem der Verwendung von fetaler DNA in einem nichtinvasiven diagnostischen Test für genetische Störungen wie das Down-Syndrom.
Sequenom , mit Sitz in San Diego, entwickelt einen Test, der auf Genen auf Chromosom 21 basiert, die fötalspezifische RNA kodieren. Diese Marker können verwendet werden, um Kopien des Chromosoms zu zählen. Es gibt Tausende von genetischen Störungen, die mit einem genetischen Screening leicht diagnostiziert werden können, sagt Ravinder Dhallan , Gründer und CEO von Ravgen , ein Biotech-Unternehmen mit Sitz in Columbia, MD, das diagnostische Tests mit fetaler DNA entwickelt. Einige sind heute behandelbar und viele weitere könnten in Zukunft behandelbar sein.
Es ist noch nicht klar, welche Methode – oder Methoden – sich letztendlich auszahlen wird. Es ist wie CDs oder DVDs oder USB-Sticks, sagt Egan . von der University of Connecticut . Sie alle sind unterschiedliche Herangehensweisen an ein Problem. Eine oder alle werden die Vorstellungskraft der medizinischen Gemeinschaft anregen und zu einem sehr nützlichen klinischen Werkzeug werden.