Полный анализ генома плода можно сделать из материнской ДНК. Полный геном плода прячется в крови матери, и потенциально предлагает будущим родителям не инвазивный способ анализа плода на любое врожденное заболевание.

Ученые в Гонконге и США нанесли на карту сотни тысяч вариаций ДНК в геноме будущего ребенка, с целью определить, она подражает редкое заболевание крови.

Таким же методом можно определить за несколько месяцев до рождения ребенка, она унаследовала кистозный фиброз, серповидно-клеточную анемию и другие заболевания. Используя метод также можно определить полную последовательность генома ребенка до рождения.

«Мы еще далеко от коммерческих возможностей, но это изменится», говорит Чарльз Кантор, один из соавторов исследования и главный научный советник фирмы Sequenom, занимающаяся генетическим тестированием, и базируется в Сан-Диего, Калифорния. Работа опубликована 8 декабря в Science Translational Medicine.

Опираясь на открытие, что фрагменты плода ДНК присутствуют в плазме крови матери, эта компания и другие ученые занимаются разработкой предродовых тестов ДНК в качестве альтернативы амниоцентеза и другим инвазивным способам сбора ДНК плода, повышающих риск выкидыша.

Охота на гены

Фетальные ДНК в крови матери уже можно использовать для обнаружения пол ребенка и другие черты унаследованные от отца. Но отобрать весь геном плода от генома матери гораздо сложнее, говорит Деннис Лоу, химик патологоанатом из Китайского университета в Гонконге, который руководил исследованием. Если мать имеет две разные версии, или аллели, гена, обычное генетическое тестирование не может выявить, какой аллель она передала своему сыну, потому что в ее крови обе.

Группа Ло исследовала эту проблему путем изучения мужчины и женщины, в которых присутствуют различные виды мутаций в гене задействованном в процессе выработки гемоглобина. Еще не родившийся ребенок этой женщины наследует одну аллель от матери и одну от отца, и имеет шанс 25% унаследовать два здоровых аллеля; шанс 50% иметь один неисправный аллель и один здоровый, и шанс 25% получить два аллеля с мутациями, которые вместе вызывают развитие бета-талассемии, потенциально смертельного заболевания крови, вызванное низким поглощением кислорода.

Их врачи собрали ДНК плода в 12 недель беременности используя инвазивный метод. Одновременно, команда Ло собрала кровь матери и отца, чтобы исследовать, смогут ли они получить такой же результат.

Его группа, обнаружила последовательности десятков миллиардов пар оснований ДНК обнаруженных в крови матери и сравнила их с примерно 900 000 отрезками генов в геномах матери и отца.

Было легко обнаружить что мутация отца появилась в крови матери, что свидетельствовало о том, что плод унаследовал неисправный аллель от отца. А для выявления, мутация матери также присутствует в ДНК плода, группа Ло разработала способ подсчета количеств здоровых и мутационных аллелей в образце крови матери.

Если бы они присутствовали в равных пропорциях, это означало бы, что ребенок действительно унаследовала болезненную мутацию от своей матери, и получила полный дефектный ген, который и приводит к бета-талассемии. Но группа Ло нашла больше здравого аллеля, что позволяет предположить, что плод унаследовал здоровую версию материнского гена и не будет болеть бета-талассемии. ДНК, собранные непосредственно из плода подтвердила эти выводы.

Новое поколение?

Группа Ло просеквенувала 94% фетальной ДНК. Но за того, что последовательности плода были выведены из сканирования геномов родителей, полные последовательности геномов родителей (а не сравнение по 900 000 отрезкам), необходимые для получения полного генома плода, говорит Ло.

«Я считаю, что вполне возможно обнаружить большинство последовательности генома плода из крови матери,» согласен Стив Квейк, биоинженер из Стэнфордского университета в Калифорнии. Аспирант в его лаборатории, Христина Фен, разработала похожую методику для выявления ДНК плода с ДНК матери. Они разместили описание методики на сайте препринтов Nature Precedings.

Синха Хан, молекулярный биолог из Базельского университета в Швейцарии, говорит, что исследование приведет к «полностью нового поколения пренатальной диагностики». Но он опасается, что геном плода можно будет просеквенуваты задолго до того, как врачи и родители узнают, что с ними делать. «Количество информации, которую мы получаем может быть больше, чем желает знать врач», говорит Хан.

Пока медицинская наука не догонит технологии секвенирования последовательностей геномов, мы «должны сосредоточивать использования технологии на том, что мы понимаем», говорит Кантор.

Диана В. Бианки, репродуктивный генетик в Школе медицины Университета Тафтса в Бостоне, штат Массачусетс, соглашается, что геном плода может содержать важную информацию по лечению в будущем, но она сомневается в необходимости заменить обычное генетическое тестирование полным секвенированием генома для диагностики генетических заболеваний, таких как бета-талассемия и кистозный фиброз. «Я постоянно общаюсь с акушерами, и они хотят чтобы результаты были простыми», говорит она. «А это не будет простым».

Прочитано 7 раз за период публикации, 1 раз за сегодня