Neinvazivní genotypizace - Noninvasive genotyping - Wikipedia

Neinvazivní genotypizace je moderní technika pro získání DNA pro genotypizaci, která se vyznačuje nepřímým vzorkováním vzorku, které nevyžaduje poškození, manipulaci nebo dokonce přítomnost sledovaného organismu. Počátkem 90. let, s příchodem PCR, se vědcům podařilo získat vysokou kvalitu DNA vzorky z malého množství vlasů, peří, šupin nebo výkalů. Tyto neinvazivní vzorky jsou vylepšení oproti starším alozym a techniky vzorkování DNA, které často vyžadovaly větší vzorky tkáně nebo destrukci studovaného organismu. Neinvazivní genotypování je široce využíváno v ochranářských snahách, kde může být odběr a vzorkování obtížné nebo rušivé pro chování.^[1] Navíc v medicíně se tato technika používá u lidí k diagnostice genetických chorob a včasné detekci nádorů. V této souvislosti nabývá invazivita samostatné definice, kde neinvazivní vzorkování zahrnuje také jednoduché vzorky krve.

Použití a metody

Zachování

V ochraně se neinvazivní genotypování používá k doplnění tradičních technik o široce se pohybující úrovně úspěchu. Moderní metody amplifikace DNA umožňují vědcům použít fekální nebo vlasové vzorky shromážděné z terénu k posouzení základních informací o vzorku, včetně pohlaví nebo druhu.^[2] Navzdory potenciálu, který má neinvazivní genotypizace konzervační genetika úsilí je účinnost této metody zpochybněna, protože polní vzorky často trpí degradací a kontaminací nebo je obtížné je získat.^[3] Například tým výzkumníků úspěšně použil vzorky fekálních kojotů k odhadu hojnosti populace v Gruzii, čímž se vyhnul podstatným obtížím a následkům spojeným s odchyty a získáváním vzorků od zvířat.^[2]

Lék

Genotypování plodu

Nejběžnějším využitím neinvazivního genotypování v medicíně je neinvazivní prenatální diagnostika (NIPD), který poskytuje alternativu k riskantnějším technikám, jako je amniocentéza. S objevem bezbuněčná fetální DNA v mateřské plazmě se NIPD stala populární metodou pro určování pohlaví, otcovství, aneuploidie a výskyt monogenní nemoci protože vyžaduje pouze jednoduchý vzorek krve.^[4][5] Jeden poskytovatel NIPD tvrdí, že 10 ml vzorek krve poskytne 99% přesnou detekci základních genomových abnormalit již po 10 týdnech těhotenství.^[6] The karyotyp níže je to u jedince s trizomií 21, nebo Downův syndrom, což je to, co je běžně kontrolováno obrazovkami NIPD.

Detekce nádoru

Stejná technika se také používá k identifikaci výskytu nádorové DNA v krvi, což může poskytnout včasnou detekci růstu nádoru a indikovat relaps u rakoviny. Cirkulující nádorová DNA lze nalézt v krvi dříve metastáza dochází, a proto detekce určitých mutantních alel může zvýšit míru přežití u pacientů s rakovinou.^[7][8] V nedávné studii se ukázalo, že ctDNA je „široce použitelný, citlivý a specifický biomarker, který lze použít pro různé klinické a výzkumné účely u pacientů s více různými typy rakoviny“.^[9] Tato technika se často označuje jako a tekutá biopsie, a nebyl široce implementován v klinických podmínkách, i když jeho dopad by mohl být docela velký.^[10] Ačkoli ctDNA přenášená krví zůstává klinicky nejvýznamnější neinvazivní detekcí rakoviny, objevily se další studie, které zkoumají další potenciální metody, včetně detekce kolorektálního karcinomu pomocí vzorků stolice.^[11]

Metody

Metoda, kterou jsou vzorky sbírány v neinvazivním genotypizaci, odděluje techniku ​​od tradičního genotypování a existuje celá řada způsobů, jak toho dosáhnout. V terénu jsou odebrány odebrané vzorky tkáně, tkáň je rozpuštěna a DNA je očištěno, ačkoli přesný postup se u různých vzorků liší.^[12] Po odběru vzorků DNA se používá technologie PCR k amplifikaci konkrétních genetických sekvencí pomocí PCR primer specificita zabraňující kontaminaci z jiných zdrojů DNA. Poté lze DNA analyzovat pomocí řady genomických technik, podobně jako u tradičně získaných vzorků.

Reference