Under de senaste tio åren har det skett en snabb teknikutveckling som lett till att människans hela arvsmassa, ett genom, kan läsas av på mindre än ett dygn och till en bråkdel av kostnaden för det första genomet som analyserades. Detta har möjliggjort att kraftfulla gensekvenseringstekniker nu kan användas i sjukvården. Precisionsmedicin, eller individanpassad vård, är ett relativt nytt begrepp som blir allt viktigare inom sjukvården.
Precisionsmedicin omfattar diagnostik, behandling och uppföljning som gör det möjligt att ge patienter vård som anpassats efter individuella förutsättningar. Precisionsmedicin baseras på den explosion av medicinsk kunskap som skett de senaste åren och tar till sin hjälp en bred uppsättning storskaliga teknologier där gensekvensering är en.
Vad är precisionsmedicin?
Precisionsmedicin, eller individanpassad vård, är ett relativt nytt begrepp som blir allt viktigare inom sjukvården. Precisionsmedicin omfattar diagnostik, behandling och uppföljning som gör det möjligt att ge patienter vård som anpassats efter individuella förutsättningar. Precisionsmedicin baseras på den explosion av medicinsk kunskap som skett de senaste 10 åren och tar till sin hjälp en bred uppsättning storskaliga teknologier där gensekvensering är en. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt för läkare att ge en mer individanpassad behandling och uppföljning för en specifik diagnos.
NGS används idag i svensk sjukvård för att utföra helgenomsekvensering för en rad sällsynta diagnoser. Bland annat då det finns en hög misstanke om medfödd metabol sjukdom. Medfödda fel i metabolismen kan framträda akut och kan leda till allvarlig hjärnskada eller tidig död om de inte behandlas korrekt.
På liknande sätt har NGS-teknologin medfört att kunskapen om genetiska förändringars betydelse för uppkomsten av cancer har ökat markant de senaste åren. Tack vare det kliniska införandet av NGS inom cancerdiagnostik de senaste åren kan vi nu avsevärt förbättra diagnostik, behandling och uppföljning av patienter som insjuknar i dessa sjukdomar. För flera cancerformer, till exempel lungcancer, tjocktarmscancer och leukemi kan vi nu välja mer specifik behandling beroende på vilken genetisk förändring som påvisas i cancercellerna.
Besök GMS för mer information >>>
Vad är DNA?
DNA, eller deoxyribonukleinsyra, är det kemiska ämne som bär den genetiska informationen, även kallad arvsmassa. Informationen i DNA sparas som en kod som består av fyra olika byggstenar, kemiska baser; adenin (A), thymin (T), cytosin (C) och guanin (G). Ordningen, eller sekvensen, av dessa baser utgör en instruktion för att bygga och upprätthålla en organism, till exempel människan. Detta liknar sättet som bokstäver i alfabetet förekommer i en viss ordning för att bilda ord och meningar.
Vi bär alla på olika genetiska varianter i DNA och dessa skiljer mellan människor. Varianter kan antingen ärvas från en förälder, och finns då i alla celler i kroppen, eller uppstå någon gång under en persons liv, och finns då endast i vissa celler. Vanliga genetiska varianter ger upphov till helt normala skillnader mellan människor som till exempel ögonfärg, hårfärg och blodtyp. Andra varianter kan vara sjukdomsassocierade och till exempel orsaka sällsynta ärftliga sjukdomar eller vara involverade i utveckling av cancer.
Vad är en gen?
En gen är den grundläggande fysiska och funktionella enheten för ärftlighet. Gener består av DNA. Människan har mellan 20 000 och 22 000 gener. Varje individ har två kopior av varje gen, en som ärvs från mamman och en från pappan.
De flesta gener har instruktioner för att göra molekyler som kallas proteiner. Proteiner behövs för alla funktioner i vår kropp. Avsaknad av ett protein eller ett protein som fått en förändrad funktion på grund av en sjukdomsassocierad genvariant kan leda till sjukdom.
Vad är ett genom?
Ett genom är hela arvsmassan, samtliga gener, hos en levande organism. Genomet innehåller all den information som behövs för att bygga upp och upprätthålla organismen. I människor finns, i alla celler som har en kärna, en kopia av hela genomet från vardera föräldern, alltså två uppsättningar av 3 miljarder DNA baspar. Studier av hela arvsmassan, genomet, kallas genomik.
Kartläggning av genom med DNA-sekvensering
DNA-sekvensering är processen för att läsa av ordningen av baserna i DNA-sekvensen. Den tidiga DNA-sekvenseringen var arbetskrävande och långsam och det tog därför flera år att sekvensera endast en mindre del av genomet. Idag kan man läsa ett helt genom på mindre än ett dygn och till en betydligt lägre kostnad. Detta har möjliggjort att den här nya tekniken kan användas i sjukvården.
Moderna sekvenseringsteknologier bygger på en teknologi som kallas next-generation sequencing (NGS) eller massiv parallell sekvensering (MPS).
Sekvenseringstekniken används i sjukvården idag vid till exempel diagnostik av sällsynta diagnoser och cancer, men även för att hitta genetiska avvikelser hos ett foster, det så kallade NIPT testet (Non-Invasive Prenatal Testing). Ett vanligt blodprov från den gravida kvinnan kan ersätta fostervattensprovet och på så sätt minska risken för missfall.
Helgenomsekvensering – steg för steg
- Prov från patienten
Ett prov, så som blod, tas från patienten. Patientens DNA-molekyler delas upp i många små fragment, ungefär 300 baspar långa. - Sekvensering
DNA-fragmenten placeras i ett sekvenseringsinstrument, som läser DNA bokstav för bokstav i ändarna av alla fragment. Tack vare den stora mängden fragment kommer till slut hela genomet att vara kartlagt. - Bioinformatik
Med hjälp av kraftfulla datorer, och bioinformatiker, kan den omfattande mängden data som genereras kontrolleras och filtreras. Genomsekvensen återskapas utifrån alla fragment och jämförs med ett referensgenom av människans DNA för att identifiera varianter, det vill säga avvikelser från referensgenomet. - Analys
Ett team av forskare och kliniska genetiker arbetar tillsammans för att gå igenom de varianter som hittats i patientens DNA-sekvens. De använder olika verktyg och resurser beroende på den kliniska frågeställningen så som: genetiska databaser, forskning och litteratur, statistik och modellering, och hälsoinformation (så kallade fenotypisk data) om patienten. - Resultat
En rapport som beskriver fynden av helgenomsekvenseringen produceras. Denna skickas till patientens kliniska team och används för att bestämma vård och behandling.
Några möjliga utfall är:
-
- Fastställa diagnos
- Identifiera möjliga behandlingar
- Remiss till relevant klinisk studie
- Inget resultat (dock kan nya resultat komma fram i senare forskning som stödjer diagnos