Home » Annual Oncology » Next Generation Sequencing analysens indtog i patologien
DNA

Next Generation Sequencing analysens indtog i patologien

DNA blev beskrevet første gang for 60 år siden af James Watson og Francis Crick, der fik Nobelprisen for deres opdagelse. Siden da har der været en rivende udvikling af metoder til at undersøge og analysere DNA’et for at finde forklaringer på sygdomme og tilstande hos mennesker.

Af Molekylærbiolog Karin de Stricker, Rigshospitalet og Patolog Martin Wirenfeldt Nielsen, Odense Universitetshospital.

DNA-analysen

DNA er en dobbeltstrenget makromolekylær struktur. Den enkelte streng består af skiftevis fosfatgrupper og ringformede sukkergrupper. På hver af sukkergrupperne sidder en af fire baser – thymin (T), adenin (A), cytosin (C) og guanin (G).  De to strenge i den dobbeltstrengede struktur holdes sammen ved hjælp af brintbindinger mellem baserne, så A parrer med T og C parrer med G.

I dag anvendes DNA-analyser i høj grad i forbindelse med faderskabssager, kriminalsager, identifikation og arvelighedsproblematikker. DNA-profil blev først brugt i 1987 i England til identifikation i en kriminalsag. DNA-analyserne har også fundet vej til patologiafdelingerne i Danmark, hvor anvendelsen af disse teknikker er støt stigende. Til alle disse formål har der været stigende krav til følsomheden af analyserne for at sikre, at resultaterne er valide.

Menneskets genom er kortlagt og har afsløret, at vores gener er relativt ens hos os alle, men at der også er individuelle forskelle, som er unikke for hver enkelt person. Mutationer i gener kan have betydning for cellers opførsel, og kan ændre normale celler til kræftceller.  I dag har man kendskab til et stort antal markører i gener, som dels definerer en specifik sygdom men også giver mulighed for et behandlingsvalg tilpasset den enkelte patient.

Forandringer i generne kan bestå af en ændring af en eller flere af baserne, så det protein, der efterfølgende skal afkodes ud fra genet, ikke bliver korrekt i sin sekvens, og derfor ikke fungerer som det plejer i cellen – eller måske slet ikke fungerer.

DNA’et analyseres ved at undersøge rækkefølgen af baserne på DNA-strengen. Ved de første sekventeringsmetoder analyserede man de to strenge, men analysen havde en begrænset følsomhed. Metoden er gennem årene blevet forbedret og forfinet, så man i dag kan analysere flere tusinde sekvenser i et bestemt område på en gang og dermed få en langt højere følsomhed og sikkerhed for, at man kommer ud med det korrekte resultat. Denne seneste sekventeringsmetode hedder Next Generation Sequencing (NGS).

Anvendelsesmuligheder for NGS

På mange af de patologiske afdelinger i Danmark anvendes NGS-teknikken især inden for sygdomme som tarmkræft, lungekræft, leukemi og kræft i hjernen, men også i forbindelse med andre sygdomme. Det er fortsat patologerne, som undersøger vævs- og celleprøver fra patienterne, men med NGS analyserne kan de bekræfte deres diagnoser og yderligere bidrage til, at patienten får den rette behandling.

For eksempel er der til en person med tarmkræft nogle bestemte behandlingstilbud. Et af disse er et præparat, som ikke har gavnlig effekt, hvis patienten har en mutation i et af tre bestemte gener på nogle helt specifikke positioner i generne. Derfor skal resultatet af analysen foreligge for at kunne tilrettelægge behandlingen af patienten. Ligeledes findes inden for lungekræft specifikke mutationer i et gen, der øger effekten af en given behandling, mens der i samme gen også kan opstå en mutation, som giver resistens over for behandling med dette stof. Resistensmutationer opstår hos en stor del patienter efter et stykke tid med den pågældende behandling, og det er derfor vigtigt løbende at følge patienten med prøvetagninger for at kunne påvise resistensmutationen, når den opstår og straks derefter skifte til en anden behandling. Inden for de hæmatologiske sygdomme kan NGS-analyse påvise forandringer og dermed hjælpe patologerne med dels diagnosticering men også inddeling af patienterne i forskellige risikogrupper, og behandlingen afhænger derfor af resultaterne fra disse analyser. Diagnostik af den type hjernekræft, der hedder gliom, er helt afhængig af genanalyse af, hvorvidt der er mutationer i IDH-generne i kræftvævet. Til denne type genanalyse er NGS særdeles velegnet. På den måde kombinerer man NGS analyser med traditionel patologisk diagnostik, hvor vævssnit farves og mikroskoperes.

Stort potentiale

Antallet af NGS analyser på patologiafdelingerne er fra den spæde start nærmest eksploderet, og der kommer hele tiden nye muligheder til for implementering af nye gen-paneler, så endnu flere patienter kan få gavn af NGS-analyserne og få tilbudt den optimale behandling. De gen-paneler, man kan anvende, er enten præfabrikerede paneler fra leverandøren, hvor der er samlet alle relevante gener i forbindelse med en sygdom, men det er også muligt selv at designe paneler. Det gør metoden yderst anvendelig i patologien, da udviklingen af nye behandlinger nogle gange går meget stærkt, og der derfor skal indføres nye analyser i takt med denne udvikling.

Next article