Ezeknek a betegségeknek a pontos pathomechanizmusát nem lehet megismerni anélkül, hogy feltárásra ne kerüljenek azok a génváltozatok, amelyek alapvetően felelősek ezen betegségek kialakulásáért. A molekuláris biológia ún. centrális dogmája egyértelműen megmutatja nekünk, hogy a DNS-ben kódolt információtartalom azonosítása nélkül lehetetlen megismerni betegségeink alapjait. Az 1970-es évek óta a molekuláris biológiai fejlesztések nagy része arra irányult, hogy a humán genomot és annak variánsait nukleotidról nukleotidra megismerjük, és feltárjuk azokat a génvariánsokat, amelyek az örökletes betegségeinkben és a daganatok kialakulásában szerepet játszanak. Napjainkra az ún. nagy áteresztő képességű szekvenálási technológiák olyan diagnosztikai eszközöket biztosítanak számunkra, amelyek például az anyai vér vizsgálatával, nagy pontossággal tudnak információt szolgáltatni az anyaméhben fejlődő magzat esetleges genetikai rendellenességeiről, illetve a daganatos betegek keringésében levő ún. szabad DNS szekvenálásával a daganatok szomatikus mutációi is vizsgálhatók. Ez utóbbi vizsgálatoknak egyre nagyobb szerepe van a fejlett, mutáció specifikus terápiák klinikai alkalmazásában.

egyik Ehhez arra van szükség, hogy nukleodidról nukleotidra ismerjük a humán genomot. Ennek a célnak az elérésére 1977-ben történt meg az első szekvenálási technológia kidolgozása, majd ezt követően ennek automatizát verziója, a kapilláris szekvenálás került bevezetésre. Mindezen fejlesztésekre alapulva 1990-ben indították útjára a Humán Genom Projektet, amelynek célja a teljes humán genom megszekvenálása volt. A „draft” verzió elkészülte akkora jelentőséggel bírt, hogy annak idején az akkori amerikai elnök és brit miniszterelnök közös sajtótájékoztatón jelentették azt be 2000-ben, közlemény formájában mind a Science, mind a Nature ismertette az eredményt. A projekt eredményeinek analízise számos meglepetéssel szolgált, például azzal, hogy a genomunknak mindössze 2%-a kódol fehérjéket, amelyek száma mindössze 20 ezerre tehető, ill. az hogy genomi szinten minden embertársunkkal 99%-os egyezőséget mutatunk. A fennmaradó 1%-ban rejlik fiziológiás különbségeink és különböző betegségekre való hajlamunk genetikai meghatározottsága. A Humán Genom Projekt lezárásával lezárult a genomika korszaka, ugyanakkor új korszak nyílt, az ún. posztgenomika korszaka. A posztgenomikai korszak egyik nagy feladata a humán nagyrasszokra jellemző genetikai variabilitás feltáársa, továbbá az orvostudomány számára két nagy lehetőséget kínál: egyrészt az örökletes betegségeink genetikai hátterének feltárását, másrészt a daganatképződés hátterében álló szomatikus mutációk feltárását. Ez az új korszak azonban már új technológiai lehetőséggel indult, ugyanis a Humán Genom Projekt véghezvitele alatt a hagyományos szekvenálási technológiák mellé új módszerek kifejlesztése történt meg, az ún. újgenerációs szekvenálási eljárásoké. Röviden ezekről az eljárásokról: működési elvük, kémiai reakcióik különböznek, párhuzamosan sok mintát lehet velük vizsgálni, egyszerre több génszakasz vizsgálatára is alkalmasak, fejlett robottechnikát és nagy számítógépes kapacitást igényelnek, használatuk révén csökken a DNS alapú vizsgálatok fajlagos költsége és növekszik hatékonyságuk. Mindezen technológiai háttérrel felfegyverkezve megkezdődhetett az ivarsejtvonalbeli humán genetikai variánsok feltérképezése, amely két nagy nemzetközi projekt, a HapMap Projekt és az 1000 Genom Projekt keretében zajlott le: e két projekt keretében a humán nagyrasszokra jellemző genetikai variánsok, elsősorban egynukleotidos bázisvariánsok (SNP-k) azonosításra kerültek. Ezen adatokra és az újgenerációs szekvenálás technológiai hátterére támaszkodva mind a monogénesen, mind a poligénesen öröklődő humán megbetegedések genetikai háttere nagyrészt feltárásra került, az ezekre vonatkozó adatbázisok az interneten szabadon elérhetők, valamint a COSMIC adatbázis a különböző humán daganattípusokra jellemző szomatikus mutációk összesítését tartalmazza.

Mindezek után felvetődik a kérdés, hogy ez a hihetetlen mennyiségű adat és fejlett technológia hogyan hasznosulhat humán betegségek diagnosztikájában. Erre két példát szeretnék Önöknek bemutatni, mindkettő a keringésben levő ún. szabad DNS kimutatására alapul. Mind a daganatok esetében, mint az anyaméhben fejlődő magzat esetében a 90-es évek vége óta ismert, hogy genetikai anyaguk rövid, néhány száz nukleotidos hosszúságú szabad DNS formájában megjelenik a beteg, ill. a várandós keringésében. Felmerül a kérdés, hogy vajon ez a szabad DNS frakció alkalmas-e diagnosztikai célra, a betegtől, ill. a várandóstól levett 1 cső vénás vér felhasználásával. A válasz igen, az újgenerációs szekvenálás analitikai erejével és a rendelkezésünkre álló adatbázisokra támaszkodva ezek a vizsgálatok immár a rendelkezésünkre állnak. Magyarországon 2012 óta elérhetők azok a tesztek, amelyek egy cső anyai vérből képes a magzat számbeli kromoszóma eltéréseit meghatározni, ezek a tesztek rendkívül magas diagnosztikai értékkel bírnak, az egyik ilyen tesztrendszer validálásában intézetünk, az szegedi Orvosi Genetikai Intézet is részt vett nemzetközi együttműködés keretében. Bizonyítást nyert az is, hogy nem csupán a magzat számbeli kromoszóma eltérései, de ivarsejtvonalbeli mutációk által meghatározott monogénes betegségek kimutatására is alkalmas a módszer.

A daganatokból a beteg keringésébe jutó szabad DNS szintén diagnosztikai lehetőséget nyújt, ezt egy közelmúltban hepatocelluláris carcinoma-ban megjelent „proof of concept” tanulmánnyal szeretném Önöknek szemléltetni. A kínai kollégák egyértelműen megmutatták, hogy a betegek keringésében fellelhető szabad DNS leképezi a carcinoma genetikai állományát, tehát arra vonatkozó adatot invazív tűbiopszia vizsgálat alkalmazása nélkül is lehet nyerni.

Végezetül egy rendkívül friss hír: az FDA e hónap elején adta ki az első engedélyt ilyen jellegű vizsgálatok végzésére nem kissejtes tüdő carcimoma-ban a daganatsejtek EGFR mutáció státuszának meghatározására, amely a Tarceva kezelés megkezdése előtt alapvető ebben a betegségben.