Molekuláris diagnosztika

Az utóbbi években gyors ütemben bővül azon tudományos vizsgálatok, nemzetközi kutatási programok köre, amelyek az ember és a különböző fajok genetikai állományának (DNS) feltérképezését szolgálják. Az első teljes géntérképek elkészültét követően, a figyelem az egyes gének különféle változatai (mutációi) és ezek kölcsönhatásai felé fordult: mely mutációk vagy mutáció-kombinációk okoznak betegségeket (pl. rákot), miben különbözik egy adott gyógyszerre reagáló és nem reagáló sejtek genetikai állománya? Ebben a munkában jelent komoly segítséget a hazánkban a KPS Molekuláris Diagnosztikai Központban működő, a DNS bázissorrendjét leolvasó új generációs Roche GS FLX Titanium szekvenátor. A készülék hatalmas kapacitása a technológiát az egyéb természettudományos terület hazai szereplői részére is hozzáférhetővé teszi.

A KPS Molekuláris Diagnosztikai Központ 2003 óta foglalkozik daganatos betegek személyre szabott terápiájához elengedhetetlen molekuláris diagnosztikai módszerek fejlesztésével és szolgáltatásával. Az elmúlt hét év számos sikeres daganatbiológiai kutatása és fejlesztése mellett, több száz daganatos beteg számára tették lehetővé új generációs gyógyszerek, célzott terápiák alkalmazását.

A ráksejtek ellenőrizetlen növekedését az örökítő állomány (DNS) módosulásai, mutációi okozzák. A különböző géneket érintő mutációk egyúttal azt is befolyásolják vagy meghatározzák, hogy a daganat hogyan reagál a különböző kezelésekre, legyen szó akár sugár- vagy kemoterápiáról, akár új generációs gyógyszerek alkalmazásáról. Ahhoz, hogy egy beteg számára a legmegfelelőbb terápiát kínálhassa a kezelőorvos, molekuláris diagnosztikai módszerekkel meg kell határozni, mely gének módosultak.

A mutáció-meghatározás új dimenzióját teszik lehetővé az új generációs szekvenátorok (NGS), mivel ezekkel a berendezésekkel több százezer DNS szál bázissorrendje határozható meg egy menetben, azaz hatalmas teljesítménnyel rendelkeznek az eddigi szekvenáló-rendszerekhez képest. A KPS Kft. 2008 végén hazánkban, illetve Kelet-Európában elsőként szerzett be ilyen készüléket, a Roche cég GS FLX Titanium szekvenátorát. Utóbbi rendszer nagy előnye, hogy jelenleg az NGS technológiák közül csak ez képes a DNS szálakat több száz (300-500) bázispár hosszúságban leolvasni. A mutációk egy jelentős részében ugyanis hosszabb DNS régiók esnek ki vagy épülnek be és ezek a rendellenességek csak hosszabb DNS szakaszok leolvasásával észlelhetők.

A készülék megalkotását a nanotechnológia fejlődése tette lehetővé. A DNS szekvenciák leolvasása ugyanis egy, több millió, néhány mikrométer széles miniatűr lyukat (cellát), lépsejtszerű elrendezésben tartalmazó, titánium bevonatú üveglapon történik. A leolvasásra kerülő DNS-darabokat, amelyek egymást pontosan meghatározó két (komplementer) szálból állnak, a leolvasást megelőzően egyszálúvá alakítják és olyan gyöngyökre helyezik, melyek egyesével pont a cellákba illenek. A cellába illesztett több millió, gyöngyhöz kötött, egyszálú DNS szálat enzimek segítségével újra kétszálúvá alakítják, melynek során a képződő komplementer szálba beépülnek a DNS építőelemeit jelentő bázisok. Minden egyes bázis beépülésekor, egy speciális kémiai reakciónak köszönhetően, fénykibocsájtás (lumineszcencia) történik. A felvillanásokat nagy felbontású kamera észleli, egy nagy teljesítményű számítógép pedig a DNS szálak bázissorrendjévé fordítja le. A technika meghatározó lépése, amely gondos laboratóriumi munkát igényel, hogy egy szekvenáló gyöngyhöz csak egy, megfelelő hosszúságú, DNS szál kapcsolódjon és így minél több cellában, minél hosszabb DNS szál kerüljön leolvasásra.
A KPS Molekuláris Diagnosztikai Központban található GS FLX Titanium készülék nagy kapacitása lehetővé teszi, hogy az új generációs szekvenálási technológia minden olyan felhasználó számára hozzáférhető legyen, akik nagy mennyiségű DNS vagy az arról leíródó RNS szekvenálását igénylik.