Was ist die Genanalyse des Exoms? Typen von Genanalysen des Exoms

Das menschliche Genom besteht aus 20.000 Genen. Die Gene enthalten die Information, um alle Proteine unseres Organismus synthetisieren zu können, welche die verschiedenen biologischen Funktionen wahrnehmen. Diese Information befindet sich in Regionen, die Exome genannt werden, und nach Regionen ohne Information getrennt sind, die man Intronen nennt. Die Gesamtheit der Exome unseres Genoms wird EXOM genannt.

Wenn eine Veränderung in der DNA auftritt, die in diesen Exomen stattfindet, kann diese Veränderung eine Krankheit beim Individuum hervorrufen, was man Mutation nennt. Um eine korrekte Diagnose einer Krankheit genetischen Ursprungs zu stellen, muss man daher die Mutation kennen, die sie verursacht. Bis vor einigen Jahren war dies in den meisten Fällen sehr kompliziert und kostete viel Zeit und Geld, da man nur über eine begrenzte Technologie verfügte, mit der wir DNA-Fragmente von geringer Größe einzeln analysieren konnten. Somit konnte die Analyse bestimmter Gene Monate dauern, und dies zu sehr hohen Kosten. Und für Krankheiten, bei denen Mutationen in verschiedenen Genen vorliegen könnten oder die genetische Ursache unbekannt war, wurde es noch komplizierter. Heute jedoch, nach der Einführung der Technologie der Massiven Sequenzierung (NGS), sind wir in der Lage, sehr viele Gene oder Regionen, die uns interessieren, gleichzeitig zu analysieren, wie etwa die Exome, und damit in sehr wenig Zeit und zu viel geringeren Kosten, womit es viel leichter ist, die Mutation zu finden, die eine bestimmte Krankheit verursacht.

Typen von Exomen

Es gibt verschiedene Formen, in denen man eine genetische Mutation mit Hilfe der Analyse des Exoms finden kann:

• GELENKTES KLINISCHES EXOM: Es werden die Exome einer Gruppe von bekannten Genen analysiert, die die bei dem Patienten auftretenden Symptome rechtfertigen könnten. Dieser Typ ist ratsam, wenn der Verdacht auf eine Erkrankung besteht, die von verschiedenen Genen hervorgerufen werden kann (Z-B. Imperfekte Osteogenese, Morbus Charcot-Marie-Tooth, Schwerhörigkeit).
• KOMPLETTES KLINISCHES EXOM: Es werden die Exome der Gene analysiert, die für Krankheiten verantwortlich sind (etwa 4800). Diese Art der Untersuchung ist indiziert, wenn die Krankheit unspezifische Symptome aufweist, und/oder wenn es nicht möglich ist, eine konkrete Gruppe von Genen auszuwählen (Z.B. Autismus, Epilepsie, geistige Behinderung, multiple angeborene Fehlbildungen).

Die Sequenzierung des Exoms kann in folgenden Fällen nützlich sein:

• Untersuchung von sehr großen Genen, die mit den klassischen Methoden nur schwer durchzuführen ist.
• Komplexe Pathologien mit multiplen Genen, die die Krankheit verursachen können
• um Mutationen bei Krankheiten zu identifizieren, die nicht gut untersucht sind (deren genetische Ursache unbekannt ist) oder Krankheiten mit unspezifischen Symptomen

Neben den Erkrankungen gibt es auch bestimmte pathologische Bedingungen, bei denen man ebenfalls von diesen Untersuchungen profitieren könnte, und viele davon hängen mit der Fruchtbarkeit zusammen, sowohl bei der Frau als auch beim Mann, wie z.B. die Prämature Ovarialinsuffizienz (POF). Die POF besteht in dem vorzeitigen Ausbleiben der Menstruation (< 40 Jahre), wobei die Ursache in den meisten Fällen unbekannt ist, doch dank dieser neuen Technologie der Sequenzierung werden inzwischen viele Gene identifiziert, die als mögliche Verursacher in Frage kommen.

Bei dieser Analyse wird eine große Menge an Daten erzielt, die an Hand von zahlreichen Datenbanken und wissenschaftlichen Publikationen überprüft werden müssen, um zu einem Ergebnis zu gelangen. In vielen Fällen sind mehr als ein Familienmitglied des betroffenen Patienten (z.B. Vater und Mutter) oder mehr Menschen mit der gleichen Krankheit erforderlich, um die Mutation, die die Krankheit verursacht, identifizieren zu können. Daher ist die Analyse des EXOMS eine komplexe Untersuchung, die ein Labor und ein spezialisiertes Team erfordert.

Am Instituto Bernabeu verfügen wir über diese Technologie der Massiven Sequenzierung und ein Team mit viel Erfahrung in der Sequenzierung und Analyse von Daten, um unseren Patienten eine korrekte genetische Diagnose für die meisten Krankheiten bieten zu können.

Dr. Ruth Morales, Molekularbiologin am Instituto Bernabeu.