(MR.Cole_Photographer/Getty Images) Wissenschaftler haben einen schnellen Gentest entwickelt, der eine Vielzahl seltener Muskel- und Nervenerkrankungen mit nahezu perfekter Genauigkeit diagnostizieren kann.
Tandem-Repeat-Störungen sind eine Familie von über 50 Erbkrankheiten, darunter die Huntington-Krankheit und die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), die offenbar auftreten, wenn kurze DNA-Sequenzen zu oft wiederholt werden.
Tandemwiederholungen können durch Fehler bei der DNA-Replikation entstehen, die dann an nachfolgende Generationen weitergegeben werden. Viele davon sind jedoch harmlos, und alle Lebewesen weisen sie in unterschiedlichen Mustern und Kombinationen auf – was sie zu einem nützlichen Instrument zur Bestimmung von Beziehungen zwischen Individuen macht, etwa zur Abstammung oder zur Rückverfolgung der Ursprünge von Infektionen.
Aber manchmal entstehen sie in problematischen Teilen unseres Genoms.
Je nachdem, wo sie auftreten, können ungewöhnlich lange Formen dieser sich wiederholenden Sequenzen eine neurologische oder neuromuskuläre Degeneration auslösen. Da jedoch 37 Gene bekannt sind, die mit Short-Tandem-Repeat-Störungen in Zusammenhang stehen, können mehrere Tests erforderlich sein, bevor diejenigen identifiziert werden können, die für die Symptome einer Person verantwortlich sind.
Für Patienten wie John – einen der Teilnehmer einer neuen Studie – kann es über ein Jahrzehnt dauern, bis die Optionen eingeschränkt sind.
Bei John wurde schließlich Kleinhirnataxie, Neuropathie und Vestibularreflexiasyndrom, kurz CANVAS, diagnostiziert. Dabei handelt es sich um eine neurodegenerative Bewegungsstörung, die mit einer Erweiterung sich wiederholender DNA-Sequenzen einhergeht im Gen RFC1 .
Allerdings gibt es gerade in diesem einen Gen vielfältige Möglichkeiten, sich kurze DNA-Sequenzen zu wiederholen, was eine pauschale Diagnostik erschwert.
„Ich musste über 10 Jahre lang einen Test nach dem anderen durchführen und bekam absolut keine Antwort darauf, was falsch war.“ sagt John.
Neurologe Kishore Kumar sagt er und seine Kollegen vom Garvan Institute for Medical Research in Australien bezeichnen diesen stressigen Prozess als „diagnostische Odyssee“. Während Patienten wie John jahrelang auf Antworten warten, verschlimmern sich ihre Symptome allmählich.
Während es derzeit keine Heilung für Tandem-Repeat-Störungen gibt, kann eine frühzeitige Diagnose den Patienten helfen, ihre Symptome in den Griff zu bekommen und hoffentlich einen Teil des Fortschreitens der Krankheit aufzuhalten. Daher dürfte der neu entwickelte Test für die Patienten einen großen Unterschied machen.
„Dieser neue Test wird die Art und Weise, wie wir diese Krankheiten diagnostizieren, völlig revolutionieren, da wir jetzt alle Störungen gleichzeitig mit einem einzigen DNA-Test testen und eine eindeutige genetische Diagnose stellen können.“ sagt Kumar: „Wir helfen Patienten, jahrelange unnötige Muskel- oder Nervenbiopsien wegen Krankheiten, die sie nicht haben, oder riskante Behandlungen, die ihr Immunsystem unterdrücken, zu vermeiden.“
Die neu entwickelte Bewertung basiert auf der Nanoporen-Technologie, mit der lange DNA- oder RNA-Fragmente in bekannten repetitiven Regionen des menschlichen Genoms analysiert werden können.
Forscher können eine einzelne DNA-Probe aus dem Blut einer Person entnehmen Leiten Sie die Nukleinsäuren durch eine Protein-Nanopore Dabei werden Änderungen im elektrischen Strom, die sich aus den molekularen Wechselwirkungen ergeben, genutzt, um in Echtzeit die Sequenzen von 40 Genen zu entschlüsseln, von denen bekannt ist, dass sie mit 25 Tandem-Repeat-Erkrankungen in Zusammenhang stehen.
Von den 37 Patienten, die mit dieser Methode getestet wurden, darunter auch John, wurden alle korrekt ihrer neurogenetischen Erkrankung zugeordnet.
„Wir haben alle Patienten mit bereits bekannten Erkrankungen korrekt diagnostiziert, darunter die Huntington-Krankheit, das fragile sagt Genomiker Ira Deveson, ebenfalls vom Garvan Institute.
Aktuelle Gensequenzierungstests erfordern Geräte, die so groß sind wie Kühlschränke, während die Nanoporen-Technologie nicht größer als ein Hefter ist. Außerdem kostet es Hunderttausende Dollar weniger, was bedeutet, dass es leicht skaliert und verteilt werden kann.
Forscher versuchen nun, die Methode klinisch zugelassen zu bekommen. Sie hoffen, dass der Diagnosetest in zwei bis fünf Jahren regelmäßig eingesetzt wird.
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte .