Wird eine neue Technik die Gentests für die Huntington-Krankheit revolutionieren?
Eine neue Gentest-Technik für die Huntington-Krankheit wurde gemeldet. Was bedeutet das für Risikopersonen oder bereits Getestete?
Gentests bieten Risikopersonen die Möglichkeit, sicher zu wissen, ob sie das Gen tragen, das die Huntington-Krankheit verursacht. Bei einer winzigen Minderheit von Personen muss dem Basistest eine detailliertere Analyse folgen, bevor ein Ergebnis mitgeteilt werden kann. Eine neue Technik könnte diesen Personen nun schnellere Ergebnisse liefern. Die neue Methode ist eine kleine, aber wichtige Verbesserung, die keine bestehenden Testergebnisse verändert.
Das Huntington-Krankheits-Gen, zwanzig Jahre später
2013 ist der zwanzigste Jahrestag der Identifizierung des Gens, das die Huntington-Krankheit verursacht. Diese Entdeckung im Jahr 1993 ebnete den Weg für unser aktuelles – und ständig wachsendes – Wissen über die schädlichen Auswirkungen des Gens im Gehirn und wie wir sie therapeutisch angehen könnten.
Es bedeutete auch, dass sich Menschen Gentests unterziehen konnten, um herauszufinden, ob sie das krankheitsverursachende Gen tragen.
Was genau ist ein krankheitsverursachendes Gen? Jeder von uns trägt das Huntingtin-Gen – tatsächlich tragen wir zwei Kopien davon: eine von der Mutter und eine vom Vater. Das Huntingtin-Gen hat einen Abschnitt, der von Person zu Person natürlich variiert – eine Region, die aus sich wiederholenden ‚CAG‘-Tripletts besteht. (C, A, G und T sind Buchstaben, die verwendet werden, um die vier chemischen Bausteine darzustellen, die aneinandergereiht die DNA bilden, aus der Gene bestehen).
Die meisten Menschen haben etwa 15-25 CAG-Wiederholungen in jeder Kopie des Gens. Wenn eine Person jedoch ein Huntingtin-Gen mit mehr als 39 Wiederholungen hat, wird sie irgendwann in ihrem Leben die Huntington-Krankheit entwickeln. Das liegt daran, dass große CAG-Wiederholungen unseren Zellen befehlen, eine schädliche Version des Huntingtin-Proteins herzustellen. Es ist möglich, genau herauszufinden, wie viele Wiederholungen eine Person in jedem ihrer Huntingtin-Gene hat – und dies ist die Grundlage für Gentests.
Wenn eine Person ohne Symptome der Huntington-Krankheit einen Gentest macht, um herauszufinden, ob sie in Zukunft HD entwickeln wird, spricht man von prädiktiver Testung. Wenn jemand mit Symptomen, die auf HD hindeuten, einen Gentest macht, spricht man von diagnostischer Testung. Aber der Test selbst ist derselbe – das Zählen der CAG-Wiederholungen.
Ein neuer, verbesserter Gentest?
Mehrere aktuelle Nachrichtenberichte haben über die Entwicklung eines neuen Gentests zur Bestimmung der Anzahl der CAG-Wiederholungen in den Huntingtin-Genen einer Person berichtet, der mit verbesserter Genauigkeit und kürzerer Bearbeitungszeit aufwartet. Die wissenschaftliche Arbeit hinter den Berichten wurde von Dr. Elaine Lyon von der University of Utah geleitet und im Journal of Molecular Diagnostics veröffentlicht. Was bedeutet das also für Personen, die bereits getestet wurden? Und für diejenigen, die einen Test in Erwägung ziehen?
Wir werden gleich auf die neue Testtechnik eingehen. Zuerst wollen wir uns ansehen, wie der derzeit verwendete Test funktioniert und wie genau er ist. Wie bestimmen Labore die Anzahl der Wiederholungen in den Genen eines Individuums?
Wie der Test jetzt funktioniert
Die für den Test benötigte DNA stammt aus einer Blutprobe eines Patienten. Sobald die DNA gereinigt ist, wird eine Technik namens Polymerase-Kettenreaktion oder PCR verwendet, um sich auf die beiden Huntingtin-Gene zu konzentrieren und Millionen exakter Kopien zur weiteren Analyse herzustellen. Diese kleinen DNA-Stücke werden dann nach Größe sortiert, um die Anzahl der CAG-Wiederholungen in jedem Gen zu bestimmen: Je mehr Wiederholungen ein Gen hat, desto größer wird das „PCR-Produkt“ sein.
Für die überwiegende Mehrheit der Patientenproben endet der Test an diesem Punkt, da diese Technik sehr zuverlässig und genau ist.
„Gentests wurden nicht durch einen neuen Test revolutioniert. Wir haben jedoch jetzt eine nützliche neue Waffe im Arsenal.“
Eine Handvoll Problemfälle
Es gibt jedoch einige Personen, deren Gene nicht mit der für Gentests verwendeten Standard-PCR-Technik kooperieren. Wenn beispielsweise eine der CAG-Wiederholungen sehr groß ist (mehr als etwa 150 Wiederholungen), kann sie für die Standard-PCR-Methode zu groß sein, um sie zu erkennen, sodass es so aussehen kann, als gäbe es nur ein normal großes Gen. Genau dasselbe Bild tritt auf, wenn beide Kopien des HD-Gens einer Person die gleiche Anzahl von Wiederholungen aufweisen, z. B. 15 in einer Kopie und 15 in der anderen.
Diese Situation ist, obwohl selten, verwirrend, da der PCR-Test uns gelegentlich nicht sagen kann, ob eine Person zwei normale Wiederholungen gleicher Länge oder eine normale und eine sehr große Wiederholung hat – eindeutig ein wichtiger Unterschied.
Dasselbe kann passieren, wenn eine Person eine kleine, seltene Variation oder einen „Rechtschreibfehler“ in der Sequenz trägt, auf die sich der PCR-Prozess „konzentriert“. In Fällen, in denen ein kleiner Rechtschreibfehler den PCR-Prozess am Funktionieren hindert, bleibt eine Kopie des Gens unentdeckt, und es sieht wiederum so aus, als ob der Patient zwei identische Kopien mit gleichen CAG-Wiederholungslängen trägt.
Genetiker sind clever!
Dass jemand zwei Kopien des Huntingtin-Gens mit genau der gleichen Wiederholungslänge erbt, ist selten, und da die Laborleute, die den Test durchführen, sich seiner technischen Grenzen bewusst sind, lässt diese Situation die Alarmglocken läuten. Glücklicherweise, weil Genetiker clevere Leute sind, haben wir bereits eine gute Möglichkeit, dies zu umgehen. Proben mit dieser Art von Ergebnis werden weiter analysiert, um absolut sicher zu sein, was das Ergebnis angeht.
Das aktuelle Protokoll zur doppelten Überprüfung einer verdächtigen Probe ist ein zusätzlicher PCR-basierter Test, der eine Region neben den CAG-Wiederholungen betrifft. Wenn dieser Schritt die beiden Gene unterscheidet, sind weitere Tests nicht notwendig. Wenn die Probe jedoch immer noch zwei identische Kopien zu haben scheint, wird ein Verfahren namens
Hier kommt die neue Technik
Diese Analyse der zweiten Stufe ist der Punkt, an dem der neue Test ins Spiel kommt.
Der neu entwickelte Test macht cleveren Gebrauch von PCR für den Schritt der doppelten Überprüfung. Das Clevere daran ist, dass sich diese Methode, anstatt sich nur auf die Region um die CAG-Expansion zu konzentrieren, auch auf die CAGs selbst konzentriert. Das Ergebnis ist, dass anstatt eines DNA-Stücks, das viele Male kopiert wird, viele unterschiedlich große Kopien produziert werden.
Nach Größe getrennt, bilden diese ein „Stotter“-Muster anstelle eines exakten, vollständigen Produkts. Aber die größten in diesem Muster sichtbaren CAG-Längen spiegeln die wahre Länge des Gens der Person wider.
Dies ist hilfreich in jenen Fällen, in denen die Expansion sehr groß ist, da die Technik bei großen CAG-Wiederholungen nicht versagt, wie es bei der Standard-PCR-Methode der Fall sein kann. Wenn ein Stotter-Muster erscheint, bedeutet dies, dass ein expandiertes Gen vorhanden ist. Wenn nicht, dann hat die Person wirklich zwei Kopien mit der gleichen Anzahl von CAGs.
Beantworten wir also einige dieser Fragen
Hat der neue Test also eine verbesserte Genauigkeit und Bearbeitungszeit? Ja und nein! Er ist sicherlich dem Southern Blotting
Müssen Personen, die in der Vergangenheit getestet wurden, erneut getestet werden? Sicherlich nicht. Bestehende Ergebnisse sind immer noch genau. Selbst Personen, die zuvor einen zweistufigen Test benötigten, um ein Ergebnis zu erhalten, einschließlich eines zweiten PCR-Schritts oder eines Southern-Blotting-Tests, können sich auf das Ergebnis dieses Prozesses verlassen.
Wird die neue Methode in Zukunft in Gentests implementiert werden? Wahrscheinlich, aber es gibt keine Eile und sie wird möglicherweise nicht überall übernommen. Es ist wahrscheinlich, dass sie von einigen Diagnoselaboren übernommen wird, und tatsächlich verwenden einige bereits ähnliche clevere PCR-Tricks.
Die Wahrheit ist, dass dieser neue Test wirklich nur ein kleiner inkrementeller Schritt in der Geschichte der Gentests ist. Tatsächlich hat er seine eigenen Grenzen – für Gene, die Wiederholungen von mehr als etwa 150 CAGs tragen, wird die Southern-Blot-Technik immer noch notwendig sein.
Und obwohl es darauf ausgelegt ist, sich auf eine Region mit keiner bekannten Variabilität zu konzentrieren (um zu vermeiden, ein Gen mit einem seltenen Rechtschreibfehler zu übersehen), heißt das nicht, dass bei einigen Individuen keine neuen Rechtschreibfehler auftauchen werden, die die neue Technik verwirren könnten.
Was auch immer Sie gelesen haben mögen, die Gentests für die Huntington-Krankheit wurden nicht durch einen neuen Test revolutioniert. Wir haben jedoch jetzt eine nützliche neue Waffe im Arsenal, die jedem, der es möchte, helfen wird, ein schnelles, zuverlässiges Ergebnis zu erhalten.
HDBuzz dankt Dr. Mary Sweeney vom Neurogenetics Laboratory, National Hospital for Neurology & Neurosurgery, London, UK, für ihren Beitrag zur Erstellung dieses Artikels.
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