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# Scienze della salute # Medicina genetica e genomica

Test genetici: nuovi strumenti portano speranza

Nuovi metodi di test genetici stanno migliorando le diagnosi per chi ha condizioni rare.

Georgia Pitsava, Megan Hawley, Light Auriga, Ivan de Dios, Arthur Ko, Sofia Marmolejos, Miguel Almalvez, Ingrid Chen, Kaylee Scozzaro, Jianhua Zhao, Rebekah Barrick, Nicholas Ah Mew, Vincent A. Fusaro, Jonathan LoTempio, Matthew Taylor, Luisa Mestroni, Sharon Graw, Dianna Milewicz, Dongchuan Guo, David R. Murdock, Kinga M. Bujakowska, Changrui Xiao, Emmanuèle C. Délot, Seth I. Berger, Eric Vilain

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Progresso nei Test Progresso nei Test Genetici diagnosi per malattie rare. Nuovi metodi aumentano i tassi di
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I test genetici sono diventati uno strumento comune in medicina, aiutando a diagnosticare malattie rare che a volte confondono i professionisti della salute. Nonostante i progressi in questo campo, il tasso di successo di questi test si aggira spesso tra il 30 e il 40%. Questo lascia molte persone ancora in cerca di risposte sulle loro condizioni di salute. Quindi, che succede?

Cosa sono i test genetici?

I test genetici consistono nell'analizzare il DNA per identificare cambiamenti o mutazioni che potrebbero causare malattie. Pensalo come esaminare le istruzioni di una ricetta per vedere se mancano passaggi cruciali o se sono scritti male. Per quanto riguarda i problemi genetici, gli scienziati stanno ancora scoprendo molti problemi nascosti in cui i geni non funzionano come dovrebbero. Questo significa che alcuni pazienti potrebbero non ricevere una risposta chiara sul perché si sentano male.

Perché alcune condizioni sono difficili da diagnosticare?

Un grande motivo per cui alcune condizioni rimangono senza diagnosi è che i geni specifici responsabili non sono ancora stati trovati. Anche quando i geni sono noti, interpretare i piccoli cambiamenti—chiamati varianti—può essere piuttosto difficile. Alcune varianti sono classificate come "Varianti di significato sconosciuto" (VUS), il che vuol dire che non riusciamo a capire se siano dannose o semplicemente stranezze innocue del nostro codice genetico.

Inoltre, i test standard spesso non riescono a rilevare certe parti di un gene, specialmente quando si tratta di regioni di DNA che non codificano direttamente per le proteine. Queste regioni possono comunque svolgere ruoli vitali nel funzionamento dei geni.

Entrano in gioco nuove tecnologie

Per affrontare queste sfide, i ricercatori stanno ora utilizzando metodi avanzati come il Sequenziamento del genoma (GS) e il Sequenziamento dell'RNA. Queste tecniche avanzate mirano a fornire un quadro più completo delle informazioni genetiche e di come portano alle malattie.

Ad esempio, mentre i metodi tradizionali potrebbero perdere varianti cruciali che esistono in regioni "non codificanti", il GS può rilevare questi problemi nascosti. Il sequenziamento dell'RNA, d'altro canto, aiuta i ricercatori a vedere gli effetti in tempo reale dei cambiamenti genetici. È come avere un pass per il dietro le quinte di un concerto dove non solo senti la musica (DNA) ma vedi anche come vengono suonati gli strumenti (RNA) dal vivo.

Uno sguardo più ravvicinato alla nuova ricerca

I ricercatori di un centro medico focalizzato sulla genetica hanno applicato questi nuovi strumenti per aiutare famiglie che in precedenza erano rimaste senza risposte. Hanno studiato un gruppo di 353 famiglie in cui si sospettava la presenza di condizioni genetiche ma non erano state diagnosticate tramite i metodi di test tradizionali.

Nel corso di tre anni, le famiglie hanno condiviso campioni genetici affinché i ricercatori potessero usare le tecniche più recenti per trovare potenziali spiegazioni per le loro condizioni. L'emozione era palpabile mentre il team di ricerca si imbarcava nella sua ricerca di risposte.

Quanti pazienti hanno trovato risposte?

Attraverso lo studio, 54 delle 353 famiglie hanno ottenuto una diagnosi genetica, il che significa che circa il 15,3% dei casi è stato risolto. Questo è stato impressionante, specialmente considerando il numero di famiglie che in precedenza avevano passato anni senza una risposta definitiva. Alcune famiglie avevano fatto diversi test, eppure nulla indicava un problema chiaro.

Tra le famiglie che hanno trovato risposte, quelle sottoposte a test più completi (come coinvolgere entrambi i genitori) avevano maggiori possibilità di identificare il colpevole genetico. Si è scoperto che le famiglie in cui entrambi i genitori erano stati testati avevano un "rendimento diagnostico" del 21%, un dato significativamente più alto rispetto al 10% delle famiglie testate da sole.

Cosa è andato storto nei test precedenti?

Molte delle famiglie che hanno ottenuto una diagnosi inizialmente non l'hanno avuta perché i test che hanno effettuato non controllavano tutte le aree necessarie dei loro geni. Ad esempio, alcuni test non esaminavano geni specifici legati alle loro condizioni, mentre altri non riuscivano a catturare varianti nascoste in parti profonde del DNA.

Infatti, è emerso che circa il 26% dei casi risolti presentava varianti già presenti nel primo set di test, ma trascurate a causa di lacune nelle conoscenze dell'epoca. A volte, era solo una questione di etichettare erroneamente un gene come non associato alla condizione.

Esomi criptici: i colpevoli furtivi

Una scoperta intrigante è stata che alcuni problemi derivavano da quella che viene chiamata "inclusione di esomi criptici." Questo accade quando una mutazione genetica cambia silenziosamente il modo in cui il gene viene espresso, portando a una produzione di proteine mancanti o alterate. È come un ingrediente a sorpresa che si infila nella tua ricetta preferita e cambia completamente il sapore.

Ad esempio, i ricercatori hanno trovato che alcune varianti introniche profonde (nascoste all'interno di regioni non codificanti) potrebbero portare all'inclusione di esomi criptici nel prodotto finale dell'RNA. Questo piccolo colpo di scena nel mix genetico potrebbe portare a un cambiamento significativo nel funzionamento di una proteina, portando a malattie.

La prova delle nuove metodologie

I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di sequenziamento del genoma e sequenziamento dell'RNA per identificare queste varianti genetiche insidiose. Quando hanno esaminato il prodotto dell'RNA, hanno potuto vedere cambiamenti nell'espressione genica che i test standard potrebbero aver perso.

In alcuni casi, hanno confermato queste scoperte con test aggiuntivi, come un mini-test genico. Questo comportava la creazione di un piccolo segmento genico sperimentale per testare come il gene originale influenzasse l'RNA prodotto. I risultati erano affascinanti e spesso rivelatori.

Varianti Strutturali: un altro pezzo mancante

Oltre agli esomi criptici, la ricerca ha evidenziato le varianti strutturali—cambiamenti più grandi nell'architettura del genoma. Alcuni test precedenti avevano trascurato queste significative riorganizzazioni. Ad esempio, un bambino con problemi di sviluppo aveva una delezione in un gene che poteva spiegare i suoi sintomi, ma non era stata individuata in precedenti screening.

Differenze nei tassi diagnostici

Man mano che l'analisi continuava, i ricercatori hanno scoperto che i casi sindromici (dove sono presenti più sintomi) avevano il tasso di successo più alto nel trovare spiegazioni genetiche. Quando si guardava ai casi non sindromici (dove i sintomi sono isolati), il tasso di casi risolti era molto più basso.

Interessante notare che, suddividendo i casi non sindromici per sistemi organici colpiti, quelli con problemi cardiovascolari mostrano un rendimento diagnostico notevolmente superiore. Questo fa pensare all'importanza di comprendere l'intero contesto dei sintomi di un paziente.

Un percorso da seguire

Sebbene i risultati siano stati promettenti, i ricercatori sanno che c'è ancora lavoro da fare. Gli strumenti disponibili stanno migliorando continuamente e sono ottimisti sul fatto che i futuri progressi nei test genetici aiuteranno a colmare ulteriormente il divario.

Suggeriscono anche che in alcuni casi potrebbe essere più conveniente analizzare i dati dei test precedenti piuttosto che passare direttamente a nuovi test. Sapere quando riesaminare i test passati potrebbe aiutare le famiglie a trovare risposte più rapidamente.

Conclusione

Il mondo dei test genetici è in rapida evoluzione. Mentre scienziati e ricercatori lavorano instancabilmente per svelare i segreti del nostro DNA, la speranza è che più persone con malattie genetiche rare ottengano finalmente le risposte che hanno cercato.

Quindi, sia che si tratti di trovare quegli esomi criptici furtivi o di riconoscere il valore delle nuove metodologie di test, il futuro sembra più luminoso per coloro che sono intrappolati nel labirinto dei disturbi genetici sconosciuti. Dopotutto, nella ricerca di risposte, a volte le scoperte più sorprendenti provengono dai luoghi che meno ci aspettiamo!

Fonte originale

Titolo: Genome Sequencing reveals the impact of non-canonical exon inclusions in rare genetic disease

Estratto: IntroductionAdvancements in sequencing technologies have significantly improved clinical genetic testing, yet the diagnostic yield remains around 30-40%. Emerging sequencing technologies are now being deployed in the clinical setting to address the remaining diagnostic gap. MethodsWe tested whether short-read genome sequencing could increase diagnostic yield in individuals enrolled into the UCI-GREGoR research study, who had suspected Mendelian conditions and prior inconclusive clinical genetic testing. Two other collaborative research cohorts, focused on aortopathy and dilated cardiomyopathy, consisted of individuals who were undiagnosed but had not undergone harmonized prior testing. ResultsWe sequenced 353 families (754 participants) and found a molecular diagnosis in 54 (15.3%) of them. Of these diagnoses, 55.5% were previously missed because the causative variants were in regions not interrogated by the original testing. In 9 cases, they were deep intronic variants, 5 of which led to abnormal splicing and cryptic exon inclusion, as directly shown by RNA sequencing. All 5 of these variants had inconclusive spliceAI scores. In 26% of newly diagnosed cases, the causal variant could have been detected by exome sequencing reanalysis. ConclusionGenome sequencing overcomes multiple limitations of clinical genetic testing, such as inability to call intronic variants and technical limitations. Our findings highlight cryptic exon inclusion as a common mechanism via which deep intronic variants cause Mendelian disease. However, they also reinforce that reanalysis of exome datasets can be a fruitful approach.

Autori: Georgia Pitsava, Megan Hawley, Light Auriga, Ivan de Dios, Arthur Ko, Sofia Marmolejos, Miguel Almalvez, Ingrid Chen, Kaylee Scozzaro, Jianhua Zhao, Rebekah Barrick, Nicholas Ah Mew, Vincent A. Fusaro, Jonathan LoTempio, Matthew Taylor, Luisa Mestroni, Sharon Graw, Dianna Milewicz, Dongchuan Guo, David R. Murdock, Kinga M. Bujakowska, Changrui Xiao, Emmanuèle C. Délot, Seth I. Berger, Eric Vilain

Ultimo aggiornamento: 2024-12-26 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.21.24318325

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.21.24318325.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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