Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора, Медицинского колледжа Дрексельского университета, Техасской детской больницы и RareCyte, Inc. определили, что возможно разработать пренатальный неинвазивный генетический тест на основе редких фетальных клеток, присутствующих в крови матери. Исследование появляется в разделе "Пренатальная диагностика".
"Эти фетальные клетки впервые были обнаружены в кровотоке беременных женщин более 40 лет назад, и с тех пор люди надеялись использовать эти клетки для пренатальной диагностики," сказал старший автор д-р. Артур Боде, заведующий кафедрой молекулярной и генетической генетики человека Генри и Эммы Мейер и профессор молекулярной и клеточной биологии и педиатрии в Бейлоре. "С годами технология изменилась, и акцент был сделан на разработке методов анализа ДНК клеток, чтобы получить больше генетической информации о плоде. С появлением технологии платформы RareCyte для идентификации редких циркулирующих клеток и извлечения отдельных клеток это теперь возможно."
Хотя в настоящее время широко доступны другие неинвазивные методы генетического тестирования, такие как внеклеточное тестирование ДНК плода, они имеют свои ограничения. Например, тестирование внеклеточной ДНК не может надежно обнаружить очень небольшие изменения в геноме плода, в частности делеции генов, которые могут привести к разрушительным заболеваниям, таким как синдром Ангельмана, тяжелая инвалидность вследствие порока развития. Боде ожидает, что, если этот тест станет рутинной практикой в нынешней и будущей формах, он может быть трансформирующим для пренатальной диагностики, предлагая информацию, сопоставимую с той, которую можно получить с помощью амниоцентеза и биопсии ворсин хориона.
"Нашей целью в этом проекте было определить, можно ли собрать трофобласты, присутствующие в кровообращении матери, в количестве, достаточном для дальнейшего генетического анализа," сказал Боде. Трофобласты – это клетки плаценты, которые несут весь генетический материал плода.
Основным препятствием на пути к достижению этой цели является то, что в крови матери очень мало клеток плода, и они очень хрупкие.
"Примерно две столовые ложки крови (от 20 до 30 миллилитров) содержат сотни миллиардов материнских красных кровяных телец и сотни миллионов лейкоцитов, но только от 20 до 40 эмбриональных клеток," сказал Боде. "Мы показали, что часто мы можем извлекать от 3 до 10 и более эмбриональных клеток и анализировать их различными способами, включая секвенирование ДНК следующего поколения. В настоящее время группа может обрабатывать только 5-10 образцов в неделю на исследовательской основе, и они сосредоточены на увеличении этого числа, чтобы тест можно было предлагать более широко как рутинный клинический тест. Есть еще 5 процентов тестов, по которым мы не можем выделить какие-либо клетки, но в таких случаях может быть взят второй образец крови."
В клетках плода исследователи восстанавливают образец крови, они анализируют образец всего генома каждой из клеток в отдельности. Их анализ может определить такие изменения, как наличие трех, а не двух копий хромосомы 21, генетическое изменение, вызывающее синдром Дауна. Они также могут обнаруживать более мелкие изменения, такие как делеция от 5 до 6 миллионов пар оснований (букв ДНК), которая вызывает синдром Англмана.
"Мы смотрим только на изменения генов, которые, как известно, приводят к серьезной инвалидности," сказал Боде.
В настоящее время тест фокусируется только на аномалиях размером от 2 до 3 миллионов пар оснований, но будущие версии теста должны позволить секвенировать весь экзом или геном нескольких клеток плода.
"Существует около 500 различных генов, которые приводят к тяжелой умственной отсталости, если они претерпевают новую вредную мутацию," сказал Боде. "Серьезные нарушения, вызванные мутациями в этих генах, в целом встречаются в 3-5 раз чаще, чем синдром Дауна, и в гораздо большей степени приводят к инвалидности. Речь не идет о тестировании на IQ, цвет волос, высокое кровяное давление или риск атеросклероза. Речь пойдет об обнаружении серьезных детских инвалидностей."
"Нам приятно работать с доктором. Боде и его команда в Baylor над этим важным проектом. Это важное достижение в пренатальных исследованиях и для RareCyte, и мы с нетерпением ждем продолжения сотрудничества," сказал Рон Зеуберт, председатель и главный исполнительный директор RareCyte.
"Эта работа приблизила новый пренатальный генетический тест к клинике," сказал Боде. "По нашим оценкам, тест может быть доступен общественности через один-два года."