Interaktywny Portal Badań Klinicznych

W Instytucie Matki i Dziecka w Warszawie pracowano nad techniką porównawczej hybrydyzacji genomowej do mikromacierzy. Dr hab. Paweł Stankiewicz był kierownikiem projektu finansowanego rzez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Podczas realizacji grantu zostały skonstruowane oryginalne polskie macierze V8 OLIGO do diagnostyki niepełnosprawności intelektualnej, autyzmu i padaczki oraz wrodzonych wad serca.

METODA O NIEOGRANICZONEJ ROZDZIELCZOŚCI

Zastosowana w badaniach metoda polega na izolowaniu DNA z komórek pacjenta oraz DNA referencyjnego, czyli kontrolnego, od osoby zdrowej. Następnie to DNA hybrydyzuje się do tzw. macierzy. Macierz to po prostu szkiełko podstawowe, na którym umieszczone są w odpowiednim układzie fragmenty DNA. Fragmenty te stanowią tzw. sondy molekularne.

Jak tłumaczył dr Stankiewicz, DNA pacjenta i DNA kontrolne są znakowane dwoma różnymi fluorochromami, czyli barwnikami, które świecą w mikroskopie fluorescencyjnym w różnych kolorach. Jeżeli ilościowo wszystko w genomie pacjenta jest prawidłowe, tak samo jak w DNA referencyjnym, wtedy intensywność świecenia obu DNA zhybrydyzowanych do sond molekularnych umieszczonych na szkiełku jest taka sama i oznacza, że nie ma żadnych ubytków czy nadmiarów materiału genetycznego.

Metoda porównawcza pozwala wykryć braki w genomie komórki, czyli delecje, lub podwojenie jakiegoś fragmentu DNA – duplikację. I dlatego właśnie mikromacierze umożliwiają wykrycie niezrównoważenia genomu.

„Wyniki badań zrealizowanych z wykorzystaniem zaprojektowanej przez nas macierzy umożliwiają identyfikację większości znanych zmian genomu odpowiedzialnych za niepełnosprawność intelektualną, padaczkę oraz autyzm i uzasadniają wprowadzenie tego rodzaju badań diagnostycznych na szerszą skalę. Skonstruowana przez nas mikromacierz może być produkowana do wykorzystania przez inne laboratoria diagnostyczne” – zapewnił dr Stankiewicz.

Wyjaśnił, że mikromacierze mogą być konstruowane w różny sposób. Zaprojektować można sondy molekularne, jakie się tam znajdują oraz ich ułożenie. Mikromacierze stosowane w projekcie zostały zaprojektowane tak, aby zawierały odpowiednio dużo fragmentów genomu człowieka i żeby były wzbogacone o fragmenty, a nawet geny, o których wiadomo, że uczestniczą w powstawaniu konkretnej badanej patologii.

„W porównaniu z technikami stosowanymi dotychczas, metoda ta ma ogromny potencjał diagnostyczny i badawczy. Umożliwia analizę całego genomu w jednym teście z niespotykaną dotychczas rozdzielczością, rewolucjonizuje diagnostykę kliniczną i staje się obecnie metodą z wyboru w diagnostyce chorób genomowych" – ocenia dr Stankiewicz.

Badacze udowodnili, że metoda jest przydatna do diagnostyki niepełnosprawności intelektualnej, autyzmu i padaczki oraz wrodzonych wad serca. Dzięki wysokiej rozdzielczości mikromacierzy możliwe było połączenie odrębnych konstrukcji dla 4 badanych grup klinicznych w jedną całość. Zmiany wykrywane omawianą metodą są dużo mniejsze niż te, które można było wykrywać pod mikroskopem. Dzięki nowej technologii można precyzyjnie określić miejsce zmiany w chromosomie.

Mikromacierze zostały wyprodukowane przez firmę Agilent Technologies. Ta sama wersja mikromacierzy została równolegle wprowadzona do badań diagnostycznych w Baylor College of Medicine i zastosowana do badania ponad 15 tys. pacjentów.

Dr Stankiewicz zaznaczył, że takie mikromacierze są drogie i nie mogą być stosowane w rutynowej diagnostyce w Polsce. Są one natomiast od ponad 3 lat z powodzeniem stosowane w wielu innych ośrodkach w USA i na świecie.

Nie oznacza to jednak, że z doświadczeń zdobytych w ramach projektu naukowego nie korzystają polscy pacjenci. W Zakładzie Genetyki Medycznej w Instytucie Matki i Dziecka wprowadzono metodę aCGH do rutynowej diagnostyki genetycznej z inną, tańszą macierzą firmy Oxford Gene Technology. Mikromacierz opracowana w ramach grantu będzie mogła służyć w przyszłości dalszym badaniom naukowym w podobnych grupach klinicznych.