Genomica personală

Genomica personală este ramura genomicii care se ocupă de secvențierea și analiza genomului uman . Etapa de genotipare folosește o varietate de metode, inclusiv cipuri de analiză polimorfă cu nucleotidă unică (SNP) (cuprinzând în general 0,02% din genom), precum și secvențierea parțială sau integrală a genomului. Odată ce un genotip a fost descifrat , acesta poate fi analizat folosind literatura publicată pentru a determina probabilitatea riscului de boală.

Utilizarea genomicii personale în medicina predictivă și de precizie

Medicina predictivă este medicina care utilizează informațiile furnizate de genomica personală pentru a selecta procedurile medicale necesare pentru o anumită persoană. Medicina de precizie se bazează pe „noua sistematică a bolilor umane bazată pe biologia moleculară ”. [unu]

Exemple de utilizare a medicinei predictive și de precizie includ genetica medicală , oncogenomica și farmacogenomica . În farmacogenomică , informațiile genetice pot fi utilizate pentru a selecta cel mai potrivit medicament pentru un pacient . Medicamentul trebuie ales cu posibilitatea maximă de a obține rezultatul dorit și de a minimiza efectele secundare la pacient. Informațiile genetice pot permite medicilor să adapteze procedurile pentru un anumit pacient, pentru a crește eficacitatea medicamentului și a minimiza efectele secundare. În octombrie 2012, există 167 de perechi de gene utile din punct de vedere medical, despre care informațiile sunt utile în prezent, iar acest număr crește rapid. [2]

Riscul de boală poate fi calculat pe baza markerilor genetici și a studiilor de asociere la nivelul genomului pentru boli comune care sunt ereditare multiple și ar trebui să țină cont de interacțiunea genelor cu mediul atunci când se evaluează . Bolile rare care sunt individuale (care afectează mai puțin de 1 din 200.000 [3] ) sunt, totuși, cumulativ destul de semnificative (afectează aproximativ 8-10% din populația SUA ). Peste 2500 dintre aceste boli (inclusiv cele mai frecvente) sunt de mare importanță pentru genetica predictivă, pentru care sunt recomandate studii medicale pentru gene individuale (și secvențierea genomului în general), iar numărul lor crește cu 200 de boli noi pe an. [patru]

Costul secvențierii genomului uman

Costul secvențierii genomului uman scade rapid datorită dezvoltării constante a tehnologiilor noi, rapide și ieftine de secvențiere a ADN- ului , cum ar fi „secvențierea ADN-ului de generația următoare”.

Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman, parte a Institutului Național de Sănătate din SUA , și-a stabilit obiectivul de a fi pregătit pentru secvențierea genomului de dimensiune umană în valoare de 100.000 USD până în 2009 și 1.000 USD până în 2014. [5] [6]

Genomul uman diploid conține 6 miliarde de perechi de baze. Analiza statistică arată că o acoperire de aproximativ 10 ori necesită acoperirea ambelor alele a 90% din genomul uman cu o citire de 25 de perechi de baze folosind secvențierea aleatorie cu pușcă. [7] Aceasta înseamnă că un total de 60 de miliarde de perechi de baze trebuie secvențiate. Mașinile de secvențiere de la Applied Biosystems SOLid, Illumina sau Helicos [8] pot secvenția de la 2 la 10 miliarde de perechi de baze, cu costuri de secvențiere variind de la 8.000 USD la 18.000 USD. De asemenea, trebuie luate în considerare costurile de achiziție, de personal și de prelucrare a datelor. Costul secvențierii genomului uman în 2008 a fost de aproximativ 300.000 USD.

În 2009, Complete Genomics of Mountain View a anunțat un serviciu de secvențiere a întregului genom în valoare de 5.000 USD, în vigoare din iunie 2009 [9] Serviciul a fost disponibil doar pentru cercetarea academică și nu pentru clienții privați. [zece]

Ținând cont de problemele etice ale testării genetice presimptomatice ale minorilor [11] [12] [13] [14] , este posibil ca genomica personală să fie aplicată mai întâi adulților care pot consimți la un astfel de studiu.

În iunie 2009 , Illumina a anunțat lansarea secvenței personale complete a genomului cu o acoperire de 30X pentru 48.000 USD per genom [15] Și doar un an mai târziu (în 2010) au redus costurile cu 60%, până la 19.500 USD. [16] Se preconizează că următorii câțiva ani vor reduce prețurile din cauza economiilor de scară și a concurenței sporite. [17] [18] Knome vizează secvențierea ca un întreg [19] mai degrabă decât citirea nodurilor individual în întreaga parte eucromatică a genomului uman (aproximativ trei miliarde de noduri). Deși este mult mai costisitor decât genotiparea SNP cu cip. Această abordare oferă mult mai multe date, identificând cele mai recente și cunoscute opțiuni de secvențiere, dintre care unele pot fi de o importanță deosebită în încercarea de a înțelege sănătatea umană și strămoși . [douăzeci]

Genomica comparativă

Analiza genomică comparativă studiază diferențele și asemănările dintre genomi întregi. Poate fi aplicat atât la genomurile unor indivizi și specii diferiți, cât și la indivizii aceleiași specii, la un cost mai mic decât secvențierea de la zero.

Proiecte și servicii deja disponibile

• Proiectul Genografic  este un proiect al Societății Naționale Geografice și al IBM care colectează mostre de ADN pentru a reproduce modele ale migrațiilor umane istorice. A fost adoptat în 2005 (cu 500.000 de membri în decembrie 2012) și a contribuit la crearea unei industrii de testare genetică accesibilă consumatorilor (DTC).
• Personal Genome Project (PGP) este o companie mare pe termen lung, cu sediul la Harvard Medical School, cu scopul de a secvenția și publica genomurile și fișele medicale finalizate ale a 100.000 de voluntari pentru a direcționa cercetarea în genomica personală și medicina personală.
• SNPedia  este un wiki care colectează și difuzează informații despre efectele variației ADN-ului, iar prin programul aferent Promethease Arhivat 10 martie 2022 pe Wayback Machine , oricine a primit date ADN despre sine (de la orice companie) poate primi gratuit, raport independent care conține o evaluare a riscurilor și informații aferente.
• deCODEme.com [21] percepe 1.100 USD pentru genotiparea a aproximativ 1 milion de SNP -uri și oferă evaluări ale riscurilor pentru 47 de boli și analize de genealogie.
• Existența [22] Genetics oferă servicii de testare genetică prin organizații de asistență medicală și wellness la costuri începând de la 299 USD [23] .Această companie oferă testare pentru peste 1.200 de boli comune și rare și proprietățile lor caracteristice, inclusiv boli de inimă , cancer , boli autoimune , obezitate , nutrigenomică , farmacogenomică , fitness și performanță atletică pentru a preveni moartea subită cardiacă și hipertermia foarte periculoasă [24] . Existence Genetics oferă centre de testare genetică pentru fitness și performanță sportivă pentru Equinox Fitness. [25]
• Navigenics [26] a început să ofere SNP -uri bazate pe evaluarea riscului genomic din aprilie 2008. Navigenics subliniază rolul medicilor în descifrarea descoperirilor genetice și medicale. Genotipurile Affymetrix Genome-Wide Human SNP Array 6.0 constau din 900.000 de SNP. [27]
• Pathway Genomics [28] analizează peste 100 de markeri genetici pentru a identifica riscul de boli genetice precum melanomul , cancerul de prostată și artrita reumatoidă .
• 23andMe vinde truse de genotipizare SNP la comandă prin corespondență. [29] Informațiile sunt stocate în profilul utilizatorului și sunt utilizate pentru a evalua riscul unui pacient de a avea 178 de boli genetice și pentru a analiza pedigree -ul . 23andMe utilizează matrice ADN Illumina .
• Knome [30] oferă servicii de secvențiere a întregului genom (98% din genom) pentru 4.998 USD pentru secvențierea întregului genom și transcrierea acestuia pacienților [31] , sau la un cost de 29.500 USD pentru secvențierea întregului genom și analizele de studiu, în funcție de cerință. [10] [32] [33] [34]
• meragenome.com Genomica personală și organizația de cercetare colaborativă din India . [35]
• Mapmygenome.in  este o companie de genomică personală specializată în genomuri indiene. [36]
• HelloGene și HelloGenome  sunt servicii personale de informații genomice care descriu genotipurile și secvențierea completă a genotipurilor, alimentate de Teragen în Coreea. HelloGenome este primul centru comercial de secvențiere a genomului întreg din Asia, în timp ce HelloGene este primul din Coreea. HelloGene folosește cipuri Affymetrix SNP , în timp ce HelloGenome folosește mașini Solexa.
• Illumina , Oxford Nanopore Technologies, Sequenom, Pacific Biosciences, Complete Genomics și 454 Life Sciences comercializează secvențierea întregului genom, dar nu oferă analize genetice sau consultanță. [37] [38] [39] [40]
• Gene by Gene oferă servicii de secvențiere a întregului genom de la 6.995 USD la 7.595 USD și mai mult.
• Tehnologii de viață
• Genotek  este un furnizor de servicii de secvențiere în CSI în scopuri științifice și de diagnostic, furnizând servicii pentru identificarea predispozițiilor la boli și determinarea statutului de purtător de boli genetice recesive.

Probleme etice

Discriminarea genetică  este discriminarea bazată pe informațiile obținute din genomul uman. Legi anti-discriminare genetică au fost adoptate în unele state ale Americii și la nivel federal prin Legea împotriva discriminării informațiilor genetice (GINA). Legislația GINA previne discriminarea de către asigurările de sănătate și angajatori, dar nu acoperă asigurarea de viață sau asigurarea pe termen lung.

Pacienții ar trebui să fie conștienți de interpretarea rezultatelor lor pentru ca ulterior, cu experiență, să le poată interpreta rațional. Acest lucru se aplică nu numai omului obișnuit care are nevoie de secvențierea propriului genom, ci și profesioniștilor, inclusiv profesioniștilor medicali și jurnaliștilor științifici , cărora trebuie să li se ofere cunoștințele necesare pentru a-și informa și educa pacienții și publicul. [41]

Alte probleme

Secvențierea întregului genom poate identifica substituții unice de nucleotide ( polimorfisme ), precum și ștergeri și inserții , care sunt atât de rare încât nu se pot trage concluzii cu privire la impactul lor asupra sănătății, creând o anumită incertitudine în analiza genomului individual, în special în contextul ajutor clinic. Geneticianul medical ceh Eva Machakova scrie: „În unele cazuri, este dificil să se distingă dacă o variantă secvențială detectată este cauza unei mutații sau a unei variații neutre (polimorfe) fără niciun efect asupra fenotipului . „Descifrarea variantelor de secvențiere rare cu semnificație necunoscută. găsite în genele cauzatoare de boli devine din ce în ce mai mult genomului Există discuții serioase despre cum să faceți semnificative rezultatele[42] , dacă există consecințe grave pentru conștientizarea bolii și dacă merită potențialul stres psihologic. Există, de asemenea, trei probleme potențiale legate de legitimitatea ansamblurilor de genom personal Prima este validitatea studiului. Manipularea erorilor de eșantion crește posibilitatea erorilor care ar putea afecta rezultatele studiului și interpretarea A doua afectează acțiunile clinice care ar putea afecta capacitatea studiului de a detecta sau prezice tulburări asociate. A treia problemă este aplicarea clinică a unui set personal de genomi și riscurile și beneficiile asociate introducerii lor în practica clinică. [43]

Medicii fac în prezent cercetări pentru care unii dintre ei nu sunt instruiți să interpreteze corect rezultatele. Mulți nici măcar nu au idee cum reacționează SNP-urile între ele. Aceste rezultate pot induce ulterior pacientul in eroare, ceea ce va implica o sarcina asupra sistemului nervos deja suprasolicitat. [44] Acest lucru poate duce la luarea deciziilor proaste, cum ar fi adoptarea unui stil de viață nesănătos și schimbarea planificării familiale. În plus, rezultatele negative, care pot fi inexacte, reduc teoretic calitatea vieții și afectează sănătatea mintală a individului (creșterea probabilității de depresie și anxietate). Există, de asemenea, controverse asociate cu companiile care cercetează ADN-ul individual. Există probleme legate de „scurgerea” de informații, dreptul la confidențialitate și răspunderea companiei în cazul în care acest lucru nu se face. Regulile stabilite sunt încă neclare. Până acum nu s-a stabilit încă cine deține legal informațiile genomice: firma sau cel al cărui genom a fost citit. Au fost publicate mostre ale informațiilor genomice utilizate. [45] Precum și de stat. Instituțiile și comunitatea academică subliniază din ce în ce mai mult probleme suplimentare de confidențialitate [46] legate, de exemplu, de discriminarea genetică, încălcarea anonimatului și impactul psihologic. [47] În schimb, secvențierea genomului va fi permisă pentru mai multe proceduri medicale personale care utilizează farmacogenomica; utilizarea informațiilor genetice pentru a selecta medicamentele adecvate. [48] ​​​​Tratamentele pot fi individualizate și pot avea caracteristici genetice diferite (de exemplu, chimioterapie personală ).

Vezi și

• Medicina personalizata

Note

1. ↑ Către medicina de precizie: construirea unei rețele de cunoștințe pentru cercetarea biomedicală și o nouă taxonomie a  bolii . — Presa Academiilor Naționale, 2011.
2. ↑ Baza de cunoștințe de farmacogenomică (link indisponibil) . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 13 mai 2013. (nedefinit) 
3. ↑ Biroul NIH de Cercetare a Bolilor Rare . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 19 mai 2013. (nedefinit)
4. ↑ Teste genetice . Consultat la 30 septembrie 2017. Arhivat din original la 10 mai 2013. (nedefinit)
5. ↑ 1 2 Wetterstrand, Kris DNA Sequencing Costs: Data from the NHGRI Large-Scale Genome Sequencing Program (link nu este disponibil) . Programul de secvențiere a genomului la scară largă . Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman (21 mai 2012). Preluat la 24 mai 2012. Arhivat din original la 19 mai 2013. (nedefinit) 
6. ↑ În curând: Harta ADN-ului tău personal? . News.nationalgeographic.com (28 octombrie 2010). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
7. ↑ JDW-genome-supp-mat-march-proof.doc (PDF). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
8. ↑ True Single Molecule Sequencing (tSMS): Helicos BioSciences (link indisponibil) . Helicosbio.com. Data accesului: 19 octombrie 2011. Arhivat din original la 23 noiembrie 2007. (nedefinit) 
9. ↑ Karow, Julia completează Genomics pentru a oferi genomul uman în valoare de 5.000 USD ca afacere de servicii în T2 2009 | În secvență | Secvențierea . GenomeWeb. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
10. ↑ 1 2 Lauerman, John Complete Genomics reduce costul secvenței genomului la 5.000 USD . Bloomberg (5 februarie 2009). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
11. ↑ McCabe LL, McCabe ER Medicina postgenomică. Testare presimptomatică pentru predicție și prevenire  (engleză)  // Clin Perinatol: jurnal. - 2001. - iunie ( vol. 28 , nr. 2 ). - P. 425-434 . - doi : 10.1016/S0095-5108(05)70094-4 . — PMID 11499063 .
12. ↑ Nelson RM, Botkjin JR, Kodish ED, et al. Probleme etice cu testarea genetică în pediatrie  //  Pediatrie. — Academia Americană de Pediatrie, 2001. - iunie ( vol. 107 , nr. 6 ). - P. 1451-1455 . - doi : 10.1542/peds.107.6.1451 . — PMID 11389275 .
13. ↑ Borry P., Fryns JP, Schotsmans P., Dierickx K. Testarea purtătorului la minori: o revizuire sistematică a liniilor directoare și a documentelor de poziție   // Eur . J. Hum. Genet. : jurnal. - 2006. - Februarie ( vol. 14 , nr. 2 ). - P. 133-138 . - doi : 10.1038/sj.ejhg.5201509 . — PMID 16267502 .
14. ↑ Borry P., Stultiens L., Nys H., Cassiman JJ, Dierickx K.  Testare genetică presimptomatică și predictivă la minori: o revizuire sistematică a liniilor directoare și a documentelor de poziție  // Genetică : jurnal. — Societatea de Genetică din America, 2006. — Noiembrie ( vol. 70 , nr. 5 ). - P. 374-381 . - doi : 10.1111/j.1399-0004.2006.00692.x . — PMID 17026616 .
15. ↑ Secvențierea individuală a genomului - Illumina, Inc (link nu este disponibil) . Everygenome.com. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit) 
16. ↑ Illumina reduce prețul de secvențiere a genomului personal cu 60% | GPlus.com . Glgroup.com (4 iunie 2010). Data accesului: 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 24 iulie 2011. (nedefinit)
17. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 25 august 2009. (nedefinit) 
18. ↑ Illumina lansează serviciul de secvențiere personală a genomului pentru 48.000 USD: Viitorul genetic (link indisponibil) . scienceblogs.com. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original la 14 iunie 2009. (nedefinit) 
19. ↑ Karow, Julia . Knome adaugă secvențierea exomului, începe să ofere servicii cercetătorilor , GenomeWeb (19 mai 2009). Arhivat din original pe 13 mai 2010. Preluat la 24 februarie 2010.
20. ↑ Harmon, Katherine . Genome Sequencing for the Rest of Us , Scientific American (28 iunie 2010). Arhivat din original pe 19 martie 2011. Preluat la 13 august 2010.
21. ↑ Amy Doneen, asistent medical a citit poveștile clienților noștri. deCODEme, deblochează-ți ADN-ul (link indisponibil) . Decodeme.com (15 octombrie 2011). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit) 
22. ↑ Nume de domenii | Cel mai mare registrator de nume de domeniu din lume - GoDaddy.com . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 23 septembrie 2013. (nedefinit)
23. ↑ Genetica existenței l Ecranul bolilor rare l Testarea și analiza genetică cuprinzătoare a bolilor rare . Genetica existenței. Consultat la 27 decembrie 2011. Arhivat din original la 22 noiembrie 2011. (nedefinit)
24. ↑ Panouri l Medicină predictivă . Genetica existenței. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 10 iunie 2010. (nedefinit)
25. ↑ Existence Genetics l Optimizing Athletic Performance & Fitness . Genetica existenței. Consultat la 27 decembrie 2011. Arhivat din original la 22 noiembrie 2011. (nedefinit)
26. ↑ Servicii personalizate de sănătate genetică . Navigenică. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
27. ↑ Aaron, antreprenor pe internet. Navigenics - Cum funcționează (link indisponibil) . Navigenics.com. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original la 5 septembrie 2012. (nedefinit) 
28. ↑ Rapoarte genetice ADN | Genomica căilor . cale.com. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
29. ↑ 23andMe - Serviciul nostru: Cum funcționează procesul  (downlink)
30. ↑ Pagina de pornire Knome (downlink) . Knome.com. Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit) 
31. ↑ Prețuri speciale Knome (link indisponibil) . Knome.com (5 octombrie 2011). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit) 
32. ↑ Herper, Matthew . Genomul tău vine , Forbes  (3 iunie 2010). Preluat la 13 august 2010.  (link indisponibil)
33. ↑ Întrebări frecvente Knome (link descendent) . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 23 iulie 2008. (nedefinit) 
34. ↑ Harmon, Amy Epoca ADN: Harta genelor devine un obiect de lux . The New York Times (4 martie 2008). Consultat la 19 octombrie 2011. Arhivat din original pe 19 mai 2013. (nedefinit)
35. ↑ site-ul web meragenome.com . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 19 mai 2013. (nedefinit)
36. ↑ mapmygenome.in . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 19 mai 2013. (nedefinit)
37. ↑ Ianuarie 2009+BW20090112 Illumina și Oxford Nanopore Încheie un Acord Amplu de Comercializare , Reuters (12 ianuarie 2009). Arhivat din original pe 2 aprilie 2015. Preluat la 23 februarie 2009.
38. ↑ Single Molecule Real Time (SMRT) DNA Sequencing , Pacific Biosciences. Arhivat din original pe 2 iunie 2008. Preluat la 23 februarie 2009.
39. ↑ Complete Human Genome Sequencing Technology Overview , Complete Genomics. Arhivat din original la 31 octombrie 2008. Preluat la 23 februarie 2009.
40. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 11 mai 2013. Arhivat din original la 31 martie 2012. (nedefinit) 
41. ↑ Lunshof, Jeantine, Mardis, Elaine. [Preluat de la http://www.future-science-group.com/_img/pics/Mardis_-_Foreward.pdf Navigenics – Cum funcționează] (link nu este disponibil) . Revista Medicina Viitoare. Preluat la 30 martie 2012. Arhivat din original la 10 septembrie 2014. (nedefinit) 
42. ↑ Macháckova, Eva. Mutații care provoacă boli versus polimorfism neutru: utilizarea bioinformaticii și diagnosticul ADN  (engleză)  // Cas Lek Cesk : jurnal. - Cehia: Ceskoslovenska Lekarska Spolecnost, 2003. - Vol. 142 , nr. 3 . - P. 150-153 . — PMID 12756842 .
43. ↑ Hunter DJ, Khoury MJ, Drazen JM Lăsând genomul să iasă din sticlă — ne vom îndeplini dorința?  (engleză)  // N. Engl. J. Med.  : jurnal. - 2008. - ianuarie ( vol. 358 , nr. 2 ). - P. 105-107 . - doi : 10.1056/NEJMp0708162 . — PMID 18184955 .
44. ↑ Lea DH, Skirton H., Read CY, Williams JK Implicații pentru educarea următoarei generații de asistenți medicali în genetică și genomică în secolul 21  //  J Nurs Scholarsh: journal. - 2011. - martie ( vol. 43 , nr. 1 ). - P. 3-12 . - doi : 10.1111/j.1547-5069.2010.01373.x . — PMID 21342419 .
45. ↑ Gurwitz D., Bregman-Eschet Y. Personal genomics services: whose genomes? (engleză)  // Eur. J. Hum. Genet. : jurnal. - 2009. - iulie ( vol. 17 , nr. 7 ). - P. 883-889 . - doi : 10.1038/ejhg.2008.254 . — PMID 19259127 .
46. ↑ De Cristofaro, E. Secvențierea întregului genom: vis de inovație sau coșmar de confidențialitate?  (engleză)  // ArXiv Repository : jurnal. — 2012.
47. ↑ Comisia Prezidențială pentru Studiul Problemelor Bioetice. Confidențialitate și progres în secvențierea întregului genom . - 2012. Arhivat 18 martie 2013.
48. ↑ Blow N. Genomics: the personal side of genomics   // Nature . - 2007. - octombrie ( vol. 449 , nr. 7162 ). - P. 627-630 . - doi : 10.1038/449627a . — PMID 17914399 .