Vad händer i ett genetiskt laboratorium?

12
utveckla nya metoder eller låta sådana prover delta i
kvalitetskontrollprogram, såvida inte patienten har uttryckt att
man inte vill att ens prov ska vara del av sådan verksamhet.
Som alla andra sparade kliniska prov, så anses DNA var en del
av en persons medicinska journal och är därför sekretessbelagt.
Detta innebär att det endast är tillgängligt genom vårdpersonal
och att tillgången regleras av den lagstiftning som reglerar
vården i stort.
Vad händer i ett genetiskt
laboratorium?
En del människor är oroliga över att polisen kan få tillgång till
deras DNA. Detta är dock en väldigt ovanlig förfrågan och om
polisen skall få tillgång till DNA från ett genetiskt laboratorium
(såväl all övrig medicinska information som man hittar i en
patients journal) så är detta endast möjligt med ett
domstolsbeslut.
Denna broschyr utvecklades med hjälp av Dr Ian M Frayling, Dr Domenico
Coviello och The Genetic Interest Group och har översatts till svenska av
Josef Davidsson och Ulf Kristoffersson, Genetiska Kliniken, Labmedicin
Skåne, Universitetssjukhuset i Lund, www.skane.se/labmedicin/genetik
Augusti 2009
Detta arbete är finansierat av EuroGentest, ett EU-FP6 stött NoE,
kontraktnummer 512148.
Illustrationer: Rebecca Kent
www.rebeccajkent.com
[email protected]
Svensk Förening
för
Medicinsk
Genetik
Information för patienter och föräldrar
2
11
Vad händer i ett genetiskt laboratorium?
I den följande texten beskrivs vad som händer med ett prov när
det blir skickat till ett genetiskt laboratorium. De huvudsakliga
områderna som diskuteras är:
 de olika metoder som används i laboratoriet för att utföra
genetiska tester
 varför somliga tester tar så lång tid medan andra kan
göras väldigt snabbt
 varför, i vissa fall, laboratoriet inte kan få ett provsvar
För detaljerad information om i vilka situationer och varför du
kanske
bör
genomgå
ett
genetiskt
test,
finns
informationsbroschyren ”Vad är ett genetiskt test?”.
Vad är ett genetiskt test?
De flesta genetiska test undersöker DNA, den kemiska substans
i våra celler som ger information om hur vi ska växa, utvecklas
och fungera. DNA är en sträng av kodade meddelanden
organiserade i speciella instruktioner kallade gener. Människor
har ungefär 30 000 olika gener, arrangerade i ett antal trådlika
strukturer, kallade kromosomer. Vi ärver våra kromosomer från
våra föräldrar, 23 från vår moder och 23 från vår fader, så vi har
dubbla uppsättningar eller 23
kromosompar som det också
kallas. Om du tänker dig genetik
som livets bok, så är DNA
bokstäver, generna är orden och
kromosomerna kapitlen.
Kan resultaten vara fel?
Eftersom genetiska test har väldigt stor påverkan på en individ
och dess släkt, så hanteras de väldigt noga. Ett flertal olika steg
vidtas för att säkerställa att rätt resultat ges. Om en mutation
hittas blir den alltid dubbelkollad för att säkerställa att den är rätt
(även om maskiner används till den största delen av olika test,
så tittar alltid en genetiker på resultaten). Ofta, utför en genetiker
extra test för att dubbelkolla resultaten. Det finns också ett antal
olika steg i proceduren som ser till att inte prover ska blandas
ihop. Utöver detta så deltar många laboratorier i
kvalitetskontrollprogram, vilka hjälper att säkerställa att det utförs
högkvalitativa och pålitliga genetiska tester.
Vad händer med ett prov när väl ett test är utfört?
Om inte en patient begär att deras prov ska förstöras efter testet,
så kommer laboratoriet vanligtvis att spara både DNA och
kromosomprov. Laboratorier meddelar dig gärna om vad som
har hänt med ditt prov och individer kan vid vilken tidpunkt som
helst be att sitt prov förstörs eller blir skickat till dem. Ytterligare
tester än det som provet togs för, sker inte utan patientens
samtycke.
När förbättrade test är utvecklade
så kan laboratorier utföra dessa på
sparade prov (om t.ex. inte det
första provet gav något resultat) om
samtycke av patienten ha getts. På
detta sätt kan både patienter och
kliniker vara säkra på att den senast
möjliga testningen finns tillgänglig.
Laboratorier kan också utföra tester
på anonymiserade DNA prov för att
10
laboratoriet vet exakt vilken region av genen som ska
undersökas, så är uppgiften mycket lättare. Då kan testet endast
ta en vecka eller två.
3
Figur 1: Gener, kromosomer och DNA
Om ingen mutation har hittats tidigare i familjen, eller det finns ett
antal olika gener associerade med sjukdomen, behövs det mer
arbete för att få ett resultat. Istället för att fokusera på ett speciellt
område av genen så behöver laboratoriet kanske analysera hela
genen eller kanske till och med mer än en gen. Detta kan ta
många månader och beror på ett antal olika faktorer såsom hur
stor genen är och vilka resurser som finns tillgängliga på
laboratoriet.
Till exempel, vid Duchennes muskeldystrofi, så orsakas
sjukdomen av mutationer i en gen kallad dystrofin, en av de
största gener som är kända. Det finns tusentals olika möjliga
mutationer och att hitta en familjs speciella mutation kan vara en
lång och arbetskrävande process. Å andra sidan, i fallet med
Huntingtons sjukdom, så förekommer mutationerna alltid i
samma lilla region av huntingtin genen. Därför vet man exakt var
någonstans man ska titta och således är testet mycket enklare
och snabbare.
Kvalitén på det DNA man har extraherat är också en viktig faktor.
Ibland kanske laboratorier behöver undersöka DNA från någon
som avlidit för att hitta den speciella mutationen. Kvalitén på
sådant DNA kan ofta vara dålig och detta kan förlänga tiden att
hitta mutationen avsevärt. Ibland är det inte heller möjligt att
slutföra analysen på grund av det inte finns tillräckligt med
analyserbart DNA.
Förändringar i gener eller kromosomer kallas mutationer. Du
kan tänka dig en mutation som ett stavfel eller att ordningen på
orden har ändrats i en mening. Mutationer är vanligt och vi bär
alla på ett antal av dem. Effekten av en mutation kan vara bra
eller dålig, eller inte ha någon effekt alls. Detta beror på
miljöfaktorer, slumpen och mutationer i andra gener.
Mutationer kan orsaka problem om de hindrar genen eller
kromosomen att vidarebefordra de instruktioner som krävs för att
kroppen ska fungera som den ska. Genetiska test syftar därför
till att hitta mutationer i en speciell gen eller kromosom. Testet
utförs vanligen på blodprov, men ibland kan man använda andra
vävnader. Dock behöver man ofta ganska mycket DNA av bra
kvalité, därför är blod att föredra framför t.ex. saliv. Provet tas
enkelt från patienten och skickas till laboratoriet så att generna
eller kromosomerna kan bli analyserade.
Genetiska kliniker är ofta kopplade till ett eget laboratorium, men
4
eftersom det finns så många olika test för många olika genetiska
sjukdomar, så kan inte ett laboratorium utföra alla test. Detta
gäller speciellt test som rör sällsynta genetiska tillstånd. Därför
kan provet bli skickat till ett annat laboratotium som har
specialiserat sig på just det test som läkaren vill ska utföras.
Det är också viktigt att komma ihåg att ett genetiskt test
vanligtvis endast ger information om det tillstånd som det testar
för. Det finns inget allmänt test för alla genetiska tillstånd.
Avsikten för ett genetiskt test som utförs på en genetisk klinik är
att ge information om hälsotillståndet för en individ eller familj/
släkt. Genetiska kliniker i Sverige utför inte test för andra
frågeställningar såsom exempelvis faderskap, även om
information om sådana saker kan avslöjas under testproceduren.
Genetiska laboratorier
Det finns två huvudtyper av genetiska laboratorier. Det ena
undersöker gener och det andra kromosomer.
1)
Cytogenetik
Om det finns en misstanke att ett genetiskt tillstånd orsakas av
en kromosomförändring så kommer ett laboratorium att
undersöka
patientens
kromosomer. Prov taget från
blod, hud eller vävnad från
fostervatten eller moderkakan
kan användas. Först odlas
cellerna och sedan sprids de på
mikroskopiglas och färgas så
att de ska bli synliga.
9
eller inte. Detta kan bero på att effekten av förändringen i DNAkoden är svårtolkad. Sådana mutationer kallas ”oklassificerade
varianter” och ett sådant resultat kan vara besvärligt för alla
inblandande. Det är dock av största vikt att ett genetiskt
laboratorium inte är säger att en mutation är skadlig när den inte
är det, då det kan leda till en felaktig diagnos.
Kan laboratorier alltid hitta mutationer?
I vissa situationer kan ett test utföras för att ta reda på orsaken
på ett problem, men ingen mutation kan hittas.
Det kan finnas en mängd orsaker till detta:

Ibland så undersöker ett genetiskt test endast de mest
vanliga mutationer som orsakar en genetisk sjukdom. Om
patienten har en väldigt ovanlig mutation så kanske inte
testet kan upptäcka den.

Forskare har inte hittat alla gener som orsakar en
genetisk sjukdom.

En patient kanske inte har den sjukdom som det verkar
vara och man undersöker därför kanske fel gen.
Det är viktigt att komma ihåg att genetiska testmetoder och
kunskapen om vår arvsmassa utvecklas fort. Därför så kan en
okänd sjukdomsalstrande mutation, även om den inte kan hittas
med dagens metoder, mycket väl upptäckas i framtiden.
Varför tar vissa genetiska test så lång tid medan andra kan
göras fort?
Om ett laboratorium vet exakt vilken mutation den ska leta efter,
eftersom någon annan i familjen har samma sjukdom eller att
8
Hur vet ett laboratorium om en mutation är skadlig?
5
Figur 2: Hur kromosomerna ser ut i mikroskopet
Detta är en väldigt viktig fråga. I genetiska laboratorium finns ett
talesätt, ”alla kan hitta en mutation, men inte alla kan tolka den”.
Mutationer kan ha olika grader av påverkan och att veta vad för
effekt en mutation har kräver expertkunskap både om sjukdomen
och genen och att man är noggrann i analysen. Så hur vet då ett
laboratorium om en mutation är bra, dålig eller inte har någon
effekt alls?
Först av allt är det viktigt att en expert, till exempel en klinisk
genetiker eller specialistläkare, har träffat patienten och studerat
familjehistorien och kanske andra undersökningar som kan vara
gjorda. Detta kan ge läkaren ledtrådar om vilken eller vilka gener
eller kromosomer som ska undersökas. Så, till exempel, om en
genetiker tror att patienten kan ha cystisk fibros eftersom
patienten visar symptom på det eller andra släktingar har haft
det, så kommer det att tas ett prov från patienten som skickas för
testning. Utöver provet och information om vilken gen som ska
testas så kommer laboratoriet att få all relevant information om
patienten och familjehistorien av den ansvarige läkaren. Om
laboratoriet hittar de mutationer som orsakar cystisk fibros, då
vet man att patienten har denna sjukdom.
I vissa fall så drabbas ett barn av ett
genetiskt tillstånd utan att någon av
föräldrarna har mutationen. I så fall är det
troligt att mutationen har skett för första
gången när barnet bildades. Detta kallas
en ”de novo” (från Latinet) eller ”ny”
mutation.
I vissa fall så kanske laboratoriet inte vet
om en mutation är sjukdomsalstrande
Cytogenetikern kommer först att kontrollera kromosomtalet.
Vissa tillstånd orsakas av att det finns extra kromosomer. Det
vanligaste exemplet på detta är Downs syndrom. Personer med
detta tillstånd har en extra kromosom 21 i sina celler.
Cytogenetikern analyserar också utseendet av kromosomerna.
Förändringar i kromosomstruktur uppträder när material i en
enskild kromosom förändras på något sätt; det kan innebära att
man förlorar eller får tillskott av kromosommaterial. Dessa
förändringar kan vara så små att de är svåra att upptäcka med
ljusmikroskopi och ibland kan man därför behöva använda en
teknik kallas fluorescent in situ hybridisering (FISH) som
hittar förändringar som är för små för att upptäckas i
mikroskopet. Denna metod kan också användas för att bekräfta
saker man sett i ljusmikroskopet, men som man är osäker på
vad de betyder.
6
Figur 3: Kromosomer efter att ha blivit sorterade: en
karyotyp
7
kompetensen hos en molekylärgenetiker. Om förändringar i
genens DNA-kod gör så att inte rätt instruktioner ges till kroppen,
så kan det orsaka ett genetisk tillstånd.
Till skillnad från kromosomer så kan inte DNA ses i ett
mikroskop. Molekylärgenetikern måste därför extrahera DNA
från cellerna och utföra specifika kemiska reaktioner för att
kunna läsa av koden hos genen som han eller hon undersöker.
Många olika metoder kan användas för att hitta mutationer. Att
kontrollera DNA sekvensen är den vanligaste metoden.
Figur 4: DNA sekvensering: Se skillnaden!
Kromosomanalys är en långsam process. Laboratoriet behöver
först odla cellerna och detta kan ta en eller flera veckor. Det kan
sedan ta ytterligare veckor att preparera mikroskopiglasen och
analysera kromosomerna noga, en och en.
Normal sekvens
Patients sekvens
2) Molekylärgenetik
Om det finns en misstanke att ett genetiskt tillstånd orsakas av
en förändring i en gen (mutation) så kommer ett
molekylärgenetiskt laboratorium att undersöka DNA från denna
gen. Instruktionerna i DNA är en kod bestående av fyra
bokstäver: A, C, G och T. Det molekylärgenetiska laboratoriet
kan undersöka hela koden i en specifik gen för att se om det
finns några förändringar, eller ”stavfel”. En hel gen kan dock
bestå av 10 000 eller mer enskilda bokstäver, så läsningen,
tolkningen och att hitta fel hos dessa är den huvudsakliga
Här är en kort bit av kod från en gen. Om du kan se bilden i färg,
så kommer du att se att varje bokstav i koden har en separat och
specifik färg. Bilden till vänster är den normala sekvensen och
den till höger kommer från en patient. I den vänstra bilden har
varje bokstav en enskild ”topp”, dock om du tittar på den högra
bilden så ser du att patienten har två toppar på samma position.
Ett G (svart linje) och ett C (blå linje) och detta visar att patienten
har en mutation här, på ett av kromosomparen.