NGS Genetika

NGS genetika je savremena metoda sekvenciranja nove generacije, koja omogućava detaljno ispitivanje genetičkog materijala. Ova tehnologija koristi napredne bioinformatičke alate za analizu sekvenciranog DNK, pretvarajući ga u pouzdane rezultate koje genetičari koriste za dijagnostiku i dalja istraživanja.

Šta je NGS?

NGS (Next-Generation Sequencing) je napredna tehnologija sekvenciranja gena, koja omogućava brzo i obimno ispitivanje genetičkih varijacija povezanih sa bolestima ili drugim biološkim fenomenima. Ova metoda omogućava istovremeno sekvenciranje miliona fragmenata nukleinskih kiselina, što predstavlja značajan napredak u odnosu na ranije tehnike, poput Sangerovog sekvenciranja. NGS je postala komercijalno dostupna 2005. godine i od tada je značajno unapredila mogućnosti genetičkedijagnostike.

NGS sekvenciranje pruža uvid u različite genomske karakteristike, uključujući pojedinačne nukleotidne varijante (SNV), strukturne varijante, kopije gena, i RNA fuzije. Pored toga, NGS se odlikuje većom preciznošću, manjim zahtevima za količinu uzorka, kao i mogućnošću detekcije varijanti koje se javljaju u niskim učestalostima alela.

Brzina, kapacitet i tačnost NGS tehnologije revolucionisali su genetičko testiranje, omogućivši nove primene u genomici, kliničkim istraživanjima, reproduktivnom zdravlju, kao i u forenzičkoj, poljoprivrednoj i ekološkoj nauci. Sangerovo sekvenciranje, i dalje korisno za analizu manjih brojeva gena, često se koristi za potvrdu rezultata dobijenih NGS metodom.

Kako se izvodi NGS sekvenciranje?

NGS sekvenciranje obuhvata nekoliko koraka, koji se koriste bez obzira na specifičnu tehnologiju sekvenciranja gena. Ovaj proces počinje pripremom uzorka, nastavlja se klonskom amplifikacijom, zatim se obavlja samo sekvenciranje, a završava se analizom podataka.

• Priprema NGS biblioteke: Prvi korak u NGS procesu je priprema „biblioteke“ sekvenci iz uzorka DNK ili RNK. Nakon izolacije nukleinskih kiselina iz uzorka, one se fragmentišu na manje delove (100–800 bp) koji će biti sekvencirani. Ovi fragmenti se zatim obeležavaju specifičnim adapterima, koji omogućavaju njihovo vezivanje na površinu sekvencionih pločica i amplifikaciju. U nekim slučajevima, fragmenti se dodatno označavaju jedinstvenim molekularnim „bar-kodovima,“ što omogućava sekvenciranje više uzoraka istovremeno u jednom ciklusu, čime se štede vreme i resursi.
• Klonska amplifikacija: Nakon pripreme biblioteke, fragmente DNK treba pričvrstiti na čvrstu površinu i klonski amplifikovati kako bi se povećao signal koji će biti detektovan tokom sekvenciranja. Svaki jedinstveni molekul DNK u biblioteci vezuje se za površinu zrna ili pločice, gde se zatim amplifikuje putem PCR-a da bi se stvorio niz identičnih kopija. Ova procedura obezbeđuje dovoljno jak signal za detekciju tokom sekvenciranja.
• Sekvenciranje: Pripremljeni fragmenti se postavljaju na sekvencionu platformu, gde se istovremeno sekvencira veliki broj fragmenata. Tokom ovog procesa, nukleotidi se dodaju fragmentima jedan po jedan, dok se detektuje koji je nukleotid dodat na osnovu emitovanog svetla ili drugog signala specifičnog za određeni nukleotid.
• Analiza podataka: Nakon sekvenciranja, generisani podaci prolaze kroz bioinformatičke alate koji ih obrađuju. Ovi alati spajaju sekvence fragmenata i mapiraju ih na referentni genom, analizirajući varijacije poput pojedinačnih nukleotidnih varijanti, delecija, duplikacija i drugih genetičkih promena. Na kraju se tumače rezultati i stvaraju se izveštaji.

Zbog složenosti podataka i algoritama, analiza NGS rezultata obično zahteva specijalizovane bioinformatičke alate i stručnjake, iako su razvijeni i alati koji omogućavaju jednostavnije korišćenje za one bez napredne obuke u bioinformatici.

Za šta se koristi NGS sekvenciranje?

NGS sekvenciranje se koristi u širokom spektru oblasti, od genskog i genomskog testiranja do istraživanja u različitim naučnim disciplinama.

Prenatalna dijagnostika

NGS omogućava neinvazivno genetičkotestiranje tokom trudnoće, analizom slobodno cirkulišuće fetalne DNK iz majčine krvi. Ovo testiranje može otkriti genetičke poremećaje kod fetusa. Prenatalne genetičke analize su bitne za ranu dijagnostiku i pružaju budućim roditeljima informacije potrebne za donošenje važnih odluka.

U Beogradu, prenatalne genetičke analize koje koriste NGS tehnologiju dostupne su u IntroLab-u, gde se pružaju pouzdani rezultati i mogućnost ranog otkrivanja potencijalnih genetičkih problema.

• BASIC Test: T 21, 18, 13 + pol
• PLUS Test: T 21, 18, 13+ sex chromosoms + pol
• EXPERT Test: T 21, 18, 13+ sex chromosoms + DiGeorge Sy + pol
• PREMIUM Test: T 21, 18, 13+ sex chromosoms+ mikrodelecije + pol
• ALL CHROMOSOMES Test: ALL CROMOSOMES+ sex chromosoms+ delecije I mikrodelecije + pol
• SPECIJAL Test: T 21, 18, 13+ sex chromosoms+ mikrodelecije + 100 naslednih bolesti+pol
• SPECIJAL + SMA Test: T 21, 18, 13+ sex chromosoms+ mikrodelecije + 100 monogenskih bolesti + SMA +pol

Onkologija

NGS tehnologija u onkologiji omogućava preciznu identifikaciju specifičnih genetskih mutacija u tumorima, što pomaže u izboru terapije prilagođene svakom pacijentu. NGS sekvenciranje omogućava identifikaciju mutacija koje su povezane sa različitim vrstama raka, uključujući mutacije u BRCA 1 i BRCA 2 genima.

BRCA 1/2 test, koji koristi NGS tehnologiji, otkriva nasleđene mutacije koje povećavaju rizik od raka dojke, jajnika, prostate i drugih vrsta malignih oboljenja. Ovaj test pomaže lekarima i pacijentima u donošenju informisanih odluka o preventivnim merama, poput češćih pregleda ili preventivnih operacija, kao i o personalizovanim terapijama za lečenje ovih bolesti.

Dijagnostika retkih bolesti

Jedna od najvažnijih primena NGS tehnologije je u oblasti genetičkog testiranja za retke bolesti. Ove bolesti su često izazvane genskim mutacijama koje je teško otkriti tradicionalnim metodama. NGS dijagnostika omogućava detaljno ispitivanje genoma, što može dovesti do identifikacije retkih genetskih varijanti odgovornih za ove bolesti.

Forenzička nauka, mikrobiologija i ekologija

Pored medicinskih primena, NGS se koristi i u forenzičkoj nauci za identifikaciju osoba na osnovu bioloških tragova, u mikrobiologiji za analizu mikrobioma, kao i u ekologiji za istraživanje biodiverziteta.

Ko može imati koristi od NGS genetičkog testiranja?

NGS genetičko testiranje može biti korisno za širok spektar pojedinaca i grupa:

• Trudnice i parovi koji planiraju trudnoću: Neinvazivna prenatalna dijagnostika pomoću NGS otkriva genetičke abnormalnosti kod fetusa, poput Downovog sindroma i drugih hromozomskih poremećaja.
• Pacijenti sa sumnjom na genetičke poremećaje: NGS pomaže u preciznoj identifikaciji retkih ili nasleđenih genskih poremećaja, omogućavajući tačniju dijagnozu i prilagođene terapije.
• Pacijenti oboleli od raka: NGS identifikuje specifične mutacije u tumorima, omogućavajući personalizovano lečenje na osnovu genskog profila tumora.
• Osobe sa porodičnom istorijom genetičkih bolesti: Preventivno NGS testiranje može otkriti nasledni rizik, omogućavajući donošenje informisanih odluka o zdravlju.
• Parovi koji se suočavaju sa neplodnošću ili ponovljenim pobačajima: NGS pomaže u identifikaciji genskih uzroka neplodnosti, što vodi ka boljem lečenju.
• Zdravstveni radnici i istraživači: NGS rezultati olakšavaju dijagnostiku, planiranje terapija i istraživanje genetičkih osnova bolesti.

NGS dijagnostika u IntroLab-u

U IntroLab-u pružamo genetičke analize naprednu NGS tehnologiju, u saradnji sa renomiranim inostranim laboratorijama. Naši paneli su pažljivo osmišljeni kako bi odgovarali specifičnim potrebama naših klijenata, uz mogućnost dodatnih analiza prema preporuci lekara.

Neki od dostupnih panela:

• Panel za autoinflamatorne bolesti: Analizira 52 gena povezanih sa autoinflamatornim stanjima, što omogućava preciznu dijagnozu i upravljanje ovim poremećajima.
• Panel za kardiomiopatije: Obuhvata 173 gena povezanih sa kardiomiopatijama, pomažući u identifikaciji uzroka i planiranju tretmana za srčane bolesti.
• Panel za aritmije: Analizira 58 gena povezanih sa različitim vrstama aritmija, omogućavajući preciznu dijagnozu i planiranje lečenja.
• Panel za Marfanov sindrom: Obuhvata 34 gena povezanih sa Marfanovim sindromom, pružajući detaljnu evaluaciju potrebnu za dijagnostiku i praćenje bolesti.
• Panel za epilepsiju: Analizira 480 gena povezanih sa epilepsijom, omogućavajući identifikaciju genetičkih uzroka i prilagođavanje terapija.
• Sekvenciranje kliničkog egzoma: Cilja 85% poznatih genskih varijanti u egzonskim regionima, korisno za brzu dijagnostiku retkih bolesti i istraživanje genetičkih uzroka različitih poremećaja.
• Molekularni kariotip (CGH array): Detektuje krupne i male hromozomske abnormalnosti, uključujući mikrodelecije i mikroduplikacije, koje mogu biti povezane sa ozbiljnim kliničkim stanjima kao što su DiDzordzov, Angelmanov i Prader Vili sindrom.

Uzorak za analize

Za NGS genetičke analize, koristi se uzorak EDTA krvi. Ovaj tip uzorka je stabilan i omogućava preciznu analizu genetičkog materijala. Po potrebi, u odnosu na izabranu analizu, mogu se analizirati i drugi uzorci biološkog materijala (saliva, bukalni bris, tkivo…)

Vreme izdavanja rezultata

U IntroLab-u, vreme potrebno za izdavanje rezultata NGS analiza kreće se od 4 do 6 nedelja, u zavisnosti od kompleksnosti testa i specifičnih analiza koje se sprovode.

Da li su rezultati NGS-a pouzdani i kako se tumače?

Rezultati NGS testiranja su veoma pouzdani, zahvaljujući visokoj preciznosti ove tehnologije. U IntroLab-u, analiza dolazi sa personalizovanim zaključkom genetičara, koji detaljno tumači rezultate. Pored toga, pacijenti mogu zakazati i genetičko savetovalište u našoj laboratoriji, gde će dobiti dalju podršku i smernice u vezi sa svojim rezultatima i mogućim sledećim koracima.