Neue Tests könnten das Genom eines Babys vor der Geburt erkennen

Werdende Mütter sind an unscharfe Bilder auf Ultraschallmonitoren und Bluttests gewöhnt, um potenzielle Gesundheitsprobleme bei ihren ungeborenen Babys zu erkennen. Aber was, wenn einer dieser Bluttests mit einer Auslesung des gesamten Genoms des Babys zurückkam? Was wäre, wenn ein einfacher Test den Eltern vor der Geburt jede Nuance der genetischen Ausstattung eines Babys zeigen würde?

Jüngste Studien zeigen, dass es möglich ist, ein komplettes fetales Genom aus einer Blutprobe der Mutter zu entschlüsseln (siehe Verwenden des Blutes der Eltern, um das Genom eines Fötus zu entschlüsseln). In Zukunft können Ärzte aus dem Blut der schwangeren Mutter möglicherweise eine Fülle von Informationen über genetische Erkrankungen oder andere Merkmale eines Fötus erschließen. Solche Tests werden ethische Fragen aufwerfen, wie mit solchen Informationen umzugehen ist. Sie könnten aber auch zur Erforschung der Behandlung von Krankheiten vor der Geburt führen und Eltern und ihre Ärzte besser auf die Betreuung von Babys nach der Geburt vorbereiten.

Es ist ungefähr 15 Jahre her, seit Dennis Lo, ein chemischer Pathologe an der Chinese University of Hong Kong, zum ersten Mal entdeckte, dass DNA-Fragmente eines Fötus im Blut einer schwangeren Frau gefunden werden können. Die Arbeit war ein Durchbruch, denn die Gewinnung fetaler DNA aus dem Fruchtwasser, der Plazenta oder direkt aus dem Blut des Fötus erfordert einen invasiven Eingriff und birgt das Risiko einer Fehlgeburt. Ein nicht-invasiver Test würde Gentests sicherer und breiter zugänglich machen.



Seitdem haben mehrere Labore daran gearbeitet, diese fötale DNA zu analysieren und für nichtinvasive pränatale Tests zu nutzen. Das Gebiet hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht, da genetische Sequenzierungstechnologien erheblich billiger und schneller geworden sind und sich die Methoden zur Analyse genetischer Daten verbessert haben (siehe Analyse des ungeborenen Genoms ).

Einer der ersten Tests, der entwickelt wurde, betrifft den RhD-Faktor, eine Art von Blutprotein, das zu Erkrankungen des Fötus oder zum Tod führen kann, wenn die Mutter RhD-negativ und ihr Fötus RhD-positiv ist. Sequenom , ein in San Diego, Kalifornien, ansässiges Unternehmen, das die Forschung von Los lizenziert hat, bietet seit 2010 einen nicht-invasiven RhD-Test an (vorherige Tests erforderten invasive Verfahren wie Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie, die ein geringes Risiko einer Fehlgeburt bergen). Mehrere Unternehmen haben auch Tests zur Geschlechtsbestimmung und Vaterschaft angeboten.

Aber was in den Vereinigten Staaten mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat, ist eine neue Welle von Tests, die das Down-Syndrom erkennen, das durch eine zusätzliche Kopie des Chromosoms 21 verursacht wird. Da Frauen in den Vereinigten Staaten routinemäßig Tests auf das Down-Syndrom angeboten werden, ist der Markt für solches ein Test ist groß.

Insbesondere der Test auf das Down-Syndrom könnte eine enorme positive Wirkung haben. Typischerweise erhält eine schwangere Frau einen ersten Screening-Test auf Substanzen in ihrem Blut, die mit dem Down-Syndrom in Verbindung stehen. Jacob Canick , ein Professor für Pathologie und Labormedizin an der Brown University, erklärt, dass die Tests 90 Prozent der Fälle des Down-Syndroms erkennen, aber eine falsch positive Rate von 2 bis 5 Prozent haben. Das mag klein klingen, aber da das Down-Syndrom nur eine von 500 Schwangerschaften betrifft, ist die Zahl der Frauen mit einem falsch positiven Ergebnis viel höher als die der Frauen, die tatsächlich einen betroffenen Fötus tragen. Die einzige definitive Diagnose ist die Amniozentese oder Chorionzottenbiopsie. Das bedeutet, dass 19 von 20 Frauen, die sich einem invasiven Verfahren unterziehen, feststellen, dass sie nicht die genetische Anomalie haben, sagt Canick.

Bei diesen geringen Chancen entscheiden sich viele Frauen dafür, sich überhaupt keinem invasiven Verfahren zu unterziehen. Aber neue nichtinvasive Tests könnten das Screening viel weiter verbreiten. Aus unseren Daten und anderen Daten geht hervor, dass diese Tests sehr, sehr gut sind, sagt Canick, der eine von Sequenom finanzierte Studie zu einem dieser Tests leitete. Sie sind noch nicht endgültig, könnten aber dafür sorgen, dass sich deutlich weniger Frauen unnötig invasiven Tests unterziehen.

Eine Reihe von Start-ups haben damit begonnen, fetale Tests für das Down-Syndrom und andere Gesundheitsprobleme anzubieten, die durch zusätzliche Kopien oder fehlende Chromosomen verursacht werden. Diana Bianchi , Executive Director des Mother Infant Research Institute am Tufts Medical Center, der im Beirat eines Startups namens Verinata Health sitzt, das solche Fetaltests entwickelt, sagt, es sei überraschend, wie schnell die Tests in die Klinik gelangt sind.

Diese Geschwindigkeit hat einige Leute beunruhigt. Es gibt keinen Mindeststandard an Genauigkeit, der erforderlich ist, bevor sie auf den Markt kommen, sagt Mildred Cho , Bioethiker an der Stanford University. Sie sagt, dass die Tests übernommen werden, während ihre Genauigkeit in klinischen Studien evaluiert wird. Während die meisten pränatalen Gentests in akademischen Labors entwickelt wurden, wurde diese Technologie schnell kommerzialisiert und über Unternehmen verbreitet. Sequenom hat umfassende Rechte an geistigem Eigentum beansprucht und andere Unternehmen wegen Patentverletzung verklagt. Cho befürchtet, dass ein solches Monopol, falls es aufrechterhalten wird, andere Unternehmen daran hindern wird, die Technologie zu verbessern.

Inzwischen deuten neuere Studien darauf hin, dass nichtinvasive Tests in den kommenden Jahren über das einfache Zählen von Chromosomen hinaus auf die Jagd nach kleineren genetischen Aberrationen, einschließlich Mutationen in einzelnen Genen, ausgedehnt werden könnten. Eine im Juni dieses Jahres von einer Gruppe der University of Washington in Seattle veröffentlichte Studie entschlüsselte das Genom eines Fötus anhand einer Blutprobe der Mutter und einer Speichelprobe des Vaters. Inzwischen haben Forscher der Stanford University ein ähnliches Kunststück vollbracht, indem sie nur eine Blutprobe der Mutter verwendeten.

Das bedeutet, dass Eltern bald einen umfassenden Test erhalten könnten, der auf alle Arten von genetischen Anomalien und Merkmalen untersuchen könnte. Wenn man es für die Analyse des gesamten Genoms öffnet, eröffnet sich die Möglichkeit, auf Merkmale zu testen, die keine Krankheiten sind, sagt Cho, und auf komplexe Krankheiten, die nicht so genetisch bedingt sind wie das Down-Syndrom. Menschen könnten aufgrund dieser sehr kleinen Risikofaktoren Entscheidungen über einen Schwangerschaftsabbruch treffen, sagt sie. Sie können missverstehen, dass die Tests nicht prädiktiv sind.

Mehr Wissen könnte Frauen und Ärzten aber auch helfen, eine riskante Geburt zu antizipieren oder sich besser auf behandelbare Gesundheitsprobleme vorzubereiten, die derzeit erst bei der Geburt diagnostiziert werden. Bianchi hofft, dass die Fähigkeit, Krankheiten bei Föten aufzudecken, auch ein neues Interesse an der Behandlung von Krankheiten vor der Geburt wecken wird. Dinge, die behandelbar sind, werden die Landschaft wirklich verändern, sagt sie. Hier wird es transformativ.

Die Fötalmedizin, sagt sie, beschränkte sich weitgehend auf Operationen wegen anatomischer Anomalien, die mit Ultraschall sichtbar sind. Aber viele Krankheiten können medizinisch behandelbar sein – sogar genetisch bedingte. Bianchis Labor untersucht das fetale Down-Syndrom, um zu sehen, ob es möglich ist, einige der Auswirkungen der Krankheit zu lindern, während sich das Baby noch im Mutterleib befindet. Wenn wir die biochemische Umgebung zu einer Zeit verbessern können, in der sich das Gehirn entwickelt, sagt sie, können wir vielleicht das Lernen und das Gedächtnis verbessern.

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